Conductores, Semiconductores y aislantes

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Presentacion de materiales conductores, semiconductores y aislantes, para la materia de Principios Electricos y aplicaciones digitales de la carrera de Ing. Sistemas Computacionales.

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Conductores, Semiconductores y aislantes

  1. 1. MATERIALES: CONDUCTORES, SEMICONDUCTORES Y AISLANTES PRINCIPIOS ELECTRICOS Y DIGITALES CATEDRATICO: JORGE RIOS CARLOS
  2. 2. MATERIALES CONDUCTORES
  3. 3. CONDUCTORES  Los elementos conductores tienen facilidad para permitir el movimiento de cargas y sus átomos se caracterizan por tener muchos electrones libres y aceptarlos o cederlos con facilidad, por lo tanto son materiales que conducen la electricidad.
  4. 4. MATERIALES CONDUCTORES  En la categoría “conductores” se encuentran agrupados todos los metales que en mayor o menor medida conducen o permiten el paso de la corriente eléctrica por sus cuerpos.
  5. 5. CONDUCTIVIDAD EN LOS METALES Normalmente las bandas de energías se componen de: 1) una banda de valencia. 2) una banda de conducción y, 3) otra banda interpuesta entre las dos anteriores denominada “banda prohibida”. La función de esta última es impedir o dificultar que los electrones salten desde la banda de valencia hasta la banda de conducción. En el caso de los metales la banda prohíbida no existe, por lo que los electrones en ese caso necesitan poca energía para saltar de una banda a la otra.
  6. 6. La figura mostrada a continuación muestra una sección de un conductor de cobre (Z=29) que solo tiene un electrón en la capa de valencia (capa más externa). Observe como sus electrones libres se mueven libremente entre los átomos.
  7. 7. CARACTERÍSTICAS
  8. 8. PARA QUE SIRVE?  Las principales aplicaciones de un conductor eléctrico son el transporte de energía eléctrica (cables de la red eléctrica domiciliaria, de alta tensión, aparatos eléctricos, actuadores, iluminación, automóviles, etc.), transporte de señales (transmisores/receptores, computadores, automóviles, etc.), y fabricación de componentes electrónicos (conectores, placas de circuito impreso, resistencias, condensadores, transistores, circuitos integrados, sensores, etc.).
  9. 9. DEFINICIÓN DE SEMICONDUCTOR
  10. 10. ELEMENTOS SEMICONDUCTORES  Los "semiconductores" como el silicio (Si), el germanio (Ge) y el selenio (Se), por ejemplo, constituyen elementos que poseen características intermedias entre los cuerpos conductores y los aislantes, por lo que no se consideran ni una cosa, ni la otra.
  11. 11. ELEMENTOS SEMICONDUCTORES  Si los conductores son materiales que disponen de electrones libres y los aislantes carecen de ellos, los semiconductores se encuentran en una situación intermedia: a la temperatura de 0 K se comportan como aislantes, pero mediante una aportación de energía puede modificarse esta situación, adquiriendo un comportamiento más cercano al de los conductores
  12. 12. ELEMENTOS SEMICONDUCTORES  A temperatura cercana al cero absoluto no hay electrones libres y el semiconductor se comporta como un aislador o dieléctrico. A mayores temperaturas algunos electrones adquieren suficiente energía para escapar del enlace y se convierten en electrones “libres” ( libres pero dentro del sólido cristalino ), dejando atrás una vacante en el enlace covalente. Dicha vacante se conoce como un hueco y todo este proceso se conoce como producción térmica de un par electrón-hueco.
  13. 13. APLICACIONES DE LOS SEMICONDUCTORES.  Las aplicaciones de los semiconductores se dan en diodos, transistores y termisores principalmente. Diodos: Al unir un semiconductor N con otro P se produce un fenómeno de difusión de cargas en la zona de contacto, que crea una barrera de potencial que impide a los demás electrones de la zona N saturar los restantes huecos positivos de la zona.
  14. 14. RESUMIENDO  En resumen un semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre.
  15. 15. QUE SON LOS MATERIALES AISLANTES? “Los cuerpos aislantes son aquellos que no permiten el paso e intercambio de electrones periféricos, siendo sus átomos normalmente estables, por lo tanto no dejan pasar la corriente eléctrica a través de ellos.”
  16. 16. ESTRUCTURA  Los átomos de los elementos aislantes poseen entre cinco y siete electrones fuertemente ligados a su última órbita, lo que les impide cederlos. Esa característica los convierte en malos conductores de la electricidad, o no la conducen en absoluto.
  17. 17. MATERIALES AISLANTES  Madera Vidrio  Plastico Resinas sinteticas  Porcelana :
  18. 18. EJEMPLO  El plástico que recubre el hilo de cobre conductor, impide que suframos una descarga eléctrica al entrar en contacto con el hilo de cobre. Nos los encontramos en el recubrimiento de los cables eléctricos, en los aparatos electrónicos y en todos los aparatos que funcionen con corriente eléctrica.

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