Semiconductores

Semiconductores

Los semiconductores y de este tema hay mucho que decir pues la electrónica moderna está basada en estos todos los aparatos electrónicos de hoy en día tienen en su interior un sinfín de componentes semiconductores de los que hablaremos en otra sección es así que el tema de semiconductores es importante y abundante para comprenderlos primero hablaremos de la estructura atómica que espero que éste no sea el primer acercamiento que tienes con este subtema sino que antes ya hayas estudiado o visto algo de ello se sabe que todos los materiales tienen un número atómico y que nos indica ese número atómico , ah bueno es el que nos provee información de cómo es la estructura de los átomos de los materiales En otras palabras nos indica la cantidad de electrones y protones con los que se conforma cada uno de los átomos el material en cuestión cada átomo se conforma por órbita formalmente llamadas capas de valencia estas líneas en forma de óvalo, dónde se encuentran girando dichos electrones como si fuesen planetas girando alrededor del sol en el caso de los átomos el sol representa el núcleo donde están concentrados los protones que dicho sea de paso son las cargas positivas Recuerden que las cargas de signos opuestos se atraen, así que la función principal de estos protones es mantener cierta fuerza de atracción para que los electrones no escapen de sus órbitas este equilibrio natural de los átomos se debe a que la misma cantidad de protones en el núcleo es la misma cantidad de electrones que giran sobre las líneas de valencia toda vez que el átomo se encuentra en reposo, qué quiere decir el átomo se encuentra a temperatura ambiente sin excitación alguna verdad Y entonces Es evidente que los electrones que están en las líneas de valencia más próximas al núcleo experimentan una fuerza de atracción mayúscula al núcleo y los electrones que se encuentran en las líneas de valencia más alejadas de él por lo tanto un electrón en la última línea de valencia resultará sencillo sacarlo de su órbita con una pequeña excitación debido a la ley de fuerza de atracción que experimenta con el núcleo a estos electrones que se desprenden de sus órbitas se llaman electrones libres porque ya no están atados a ningún átomo ya son libres de irse a cualquiera otro lado y en su lugar dejan un hueco en la línea de valencia dónde salieron es curioso decir.

Que los electrones estando ya sean sus respectivas capas de Valencia o como electrones libres y nunca se tocan nunca chocan uno con el otro.

El número máximo de electrones que puede haber en cada capa de valencia está dada por la siguiente ecuación donde n representa el número de la capa de valencia por ejemplo el número atómico del cobre es 29 quiere decir que cada núcleo de un átomo de cobre tiene 29 protones es decir 29 cargas positivas y por lo tanto 29 cargas negativas también es decir 29 electrones girando sobre las capas de valencia distribuidas de la siguiente manera en la capa número uno según la fórmula hay dos electrones en la capa número 28 electrones en la capa número 3 18 electrones al sumar esto nos da 28 electrones pero o como el número atómico nos dice que hay 29 entonces falta un electrón por lo tanto es el único que estaría en la última capa de valencia en este caso en la capa 4 si pudiéramos observar un átomo de cobre en un ultramicroscopio Válgame la expresión lo veríamos de esta manera y observen ustedes que los dos electrones en la primera capa de valencia debido a su cercanía con los protones experimenta una fuerza de atracción con el núcleo mayúscula respecto al último electrón que se encuentra en la cuarta capa de valencia por lo tanto como el cobre tiene un electrón en la última capa de valencia resulta sencillo que se vuelva un electrón libre ante una excitación mínima y es por ello que el cobre es un excelente conductor de flujo de electrones alias corriente eléctrica como en la electrónica tenemos interés en los electrones que se encuentran en la última capa de agencia Entonces los átomos de los materiales Únicamente se simbolizan así . Únicamente se simbolizan así, quiere decir que la parte interna de un átomo de cobre tiene una carga neta temas uno ya que contiene 29 protones de los cuales 28 electrones se encuentran en las capas internas y uno en la última capa de valencia por lo que a causa de ello la atracción que siente el electrón de valencia pues es más uno ahora esquematice hemos la estructura atómica del germanio y el silicio el germanio tiene un número atómico = 32 utilizando la fórmula sabremos en la primera capa de valencia hay dos electrones en la segunda 8 en la tercera 18 eso da como resultado 28 electrones aún nos faltan cuatro electrones para los 32 que estarían en la cuarta capa de valencia, así que el germanio tiene cuatro capas de valencia pero en la cuarta capa hay cuatro electrones y el diagrama equivalente de la estructura de un átomo de este material se puede representar así Ahora analicemos el silicio el silencio tiene un número atómico = 14 utilizando la fórmula sabremos que en la primera capa de valencia hay dos electrones en la segunda 8 esto da como resultado 10 electrones aún nos faltan cuatro electrones para los 14 que estarían en la tercer capa de valencia Así que el silicio tiene tres capas de valencia y en la última capa igual que el germanio hay cuatro electrones y el diagrama equivalente de la estructura del átomo de este material se puede representar así no de los de latitud entre el germanio y el silicio muy bien hemos visto que los materiales conductores

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