Materiales Semiconductores: ¿Qué Son?, Tipos y Más

Entendemos que la conductividad es todo el contenido que puede tener una sustancia o material para dejar que fluya la energía eléctrica y no se resiste al paso de ella. Ahora, los materiales semiconductores se encargan de aislar o ser conductores según sea el campo eléctrico. En este artículo hablaremos de sus tipos, para qué es usado, entre otros tópicos.

materiales semiconductores

Materiales Semiconductores

¿Qué es un semiconductor? Son aquellos que están ubicados entre la escala de la conductividad y su temperatura cambia y es dual pudiendo ser conductores o aislantes, todo dependerá del campo magnético o eléctrico, la radiación, la temperatura del ambiente, la presión, y de las Propiedades físicas y químicas de la materia.

 Tipos de semiconductores

Esos materiales se dividen o clasifican a razón de su origen, de los cuales se toman en cuenta los siguientes tipos de semiconductores.

  • Semiconductores intrínsecos: son aquellos donde el contenido semiconductor es intrínseco al elemento en el estado puro, no tiene alguna impureza o átomo de otro.
  • Semiconductores extrínsecos: aquí el material de impureza utilizado para cambiar la energía eléctrica normalmente es de carácter trivalente y pentavalente, ya que está posee entre 3 y 5 electrones en la capa final como también una electronegatividad relativa, donde la demanda es traer el electrón y liberarlo a su vez aislando la fluidez de corriente o ayudando a la misma dependiendo del campo eléctrico que tenga.
  • Tipo P: este semiconductor ya posee integrado átomo o la impureza de forma trivalente, se elige por crear hueco (átomos ionizados cargados positivamente al tener como ausencia un electrón) transformándolo de esta manera a un material conductor, pero solo para cargas positivas.
  • Tipo N: el funcionamiento de este lleva la sustancia del mismo prototipo de P, de impurezas ya sean trivalente o como átomo. Pero la conducción y el aislamiento de estos materiales actúan por el incorporado a los electrones del contenido en la corriente eléctrica.

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Algunos ejemplos de materiales semiconductores

Entre los materiales orgánicos y de elementos semiconductores que existen nombraremos algunos:

Elementos

  • Cadmio (metal): es empleado para la aplicación de computadoras, la elaboración de pinturas y las fusiones bajas en soldaduras blandas.
  • Boro (metaloides): es un trivalente utilizado en la fabricación de fibras de vidrio aislante y el perborato de sodio.
  • Aluminio (metal): es uno de los Compuestos químicos conocido frente a los menos electronegativos como el sodio potasio calcio magnesio entre otros.
  • Galio (metal): es muy empleado en los fotoconductores, fuentes de luz, diodos láser o máser, equipos de refrigeración, rectificadores, transistores, entre otros.
  • Indio (metal): con propiedades especiales como semiconductor es utilizado para soldar alambre de plomo a transistores de germanio.
  • Germanio (metaloides): es utilizado para la fibra óptica, radares, amplificadores de las guitarras eléctricas, infrarrojos, sistema de visión nocturna, lentes de microscopio, quimioterapias, entre otros.
  • Silicio (metaloides): con este semiconductor se hacen transistores, células solares y muy utilizados en el sector electrónico e informático.
  • Fósforo (no metal): es conocido por ser un semiconductor dúctil y de muchos usos. Es trivalente y pentavalente a la vez, dependerá del material con el cual vaya a interactuar.
  • Arsénico (metaloides): es muy usado en insecticida, como pigmento, en la pirotecnia, aditivo en plomo y latones, decolorante con la fabricación del vidrio y en la construcción de diodos láser y LED.

 

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  • Antimonio (metaloides): se utiliza mucho para producir los detectores infrarrojos los diodos aleaciones, que necesiten comportamiento eléctrico amplio.
  • Azufre (no metal): muy utilizado en los procesos de rectificación eléctrica porque agregándole agua lo convierten en sulfuro ácido para que posteriormente la impureza de pirita o la galena.
  • Selenio (no metal): posee el carácter dual en la electronegatividad esta sustancia es muy cercana a materiales como el azufre y fósforo.
  • Telurio (metaloides)

Orgánico

  • Antraceno: y un semiconductor orgánico y es muy empleado en la aplicación energética como es el detector de fotones.
  • Naftaleno: mayormente se le conoce como naftalina, es volátil en temperaturas ambiente, es catalizador de la corriente eléctrica.
  • Polímeros: puede ser usado como semiconductor a través del agregado de impureza, es muy utilizada en actividades en la aislación de cable o creación de resina.

Aplicaciones de los materiales semiconductores

Cuando hablamos del uso que se les da a los materiales semiconductores eléctricos, están los dispositivos creados para reemplazar a los tubos electrónicos, logrando así un avance muy grande, en el tema de telecomunicaciones por el tamaño pequeño, el bajo consumo de energía al momento de usarlo y menor costo.

Pero uno de los más importantes y muy destacado, son los diodos estos tienen la función de cambiar la corriente alterna a la continua, este proceso es conocido por rectificación.

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Es de conocimientos que los diodos también son usados los paneles solares para la transformación de energía solar en eléctrica y como transmisores de luz LED.

¿Cuál es la función de los materiales semiconductores?

Son muchas las funciones que poseen por poseer ese carácter dual puede ser usado tanto como aislante y conductor a la vez todo dependerá para qué va a ser utilizado. Entre ellas están las siguientes:

  • Almacenamiento de información: empleado para las computadoras y la tecnología parecida como transistores de efecto de campo llevando al almacenamiento de información o datos.
  • Sensores de temperatura: es de uso de industrias fabriles es empleado dentro de los sensores que detectan temperaturas fuera del Rango establecido que pudiesen ocasionar algún tipo de problema.
  • Rectificadores: una conexión eléctrica de tipo alterna esto debido a la unión de los semiconductores P y N creando voltajes.
  • Amplificadores esto tiene la intención de amplificar la corriente eléctrica que posean baja intensidad
  • Detectores: tienen la función de detectar señales de radio facilitando mucho las actividades de armada, navales y en embarcaciones.
  • Transductores: a través de la presión va aumentando la conductividad del sistema eléctrico dependiendo si es necesario.
  • Transistores tienen la función también de interrumpir e incrementar la electricidad de entre los sistemas de procesamiento de computadora.

Características de un material semiconductor

  • Tiene comportamiento electronegativo esto quiere decir que traen electrones.
  • Puede adquirir la propiedad electronegativa agregando impurezas.
  • Qué sustancias conductoras pueden transformarse en semiconductoras.
  • También pueden aumentar la conductividad por algunos procesos además del propio dopaje.

Tipo de semiconductores de la electrónica

Los principales semiconductores dentro de la electrónica son:

  • Semiconductores simples: Si, Ge
  • Semiconductores compuestos IV-IV: SiC, SiGe
  • Aleaciones: AlxGa1–xAs, GaAs1–xPx, Hg1–xCdxTe, GaxIn1–xAs1–yPy
  • Semiconductores compuestos III-V: GaAs, GaP, GaSb, AlAs, AlP, AlSb, InAs, InP, InSb
  • Semiconductores compuestos II-VI: ZnTe, CdSe, CdTe, CdS, ZnS, ZnSe

Los materiales semiconductores han hecho un aporte muy significativo en la tecnología y en los avances del ramo. Cada vez son más evidentes todos los progresos y aportes al proceso humano.

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