¿Funciona el silicio como aislante por si mismo? ¿Hay qué mezclarlo con un material conductor para que conduzca corriente?
Cuando se nos dice que el silicio y el germanio son los materiales semiconductores más usados en electrónica... Vamos a ver... ¿los componentes electrónicos como diodos etc son hechos solo de silicio o germanio para funcionar como semiconductores?
¿O por el contrario son aislantes que se mezclan con elementos conductores para poder funcionar como semiconductores. No se si me explico? Porque no lo tengo claro
2 respuestas
Si los materiales usados para combinar con el silicio o germanio son tipo N, ¿significa qué ese elemento seria un conductor verdad?
(Como el fósforo que tiene 5 e- en su ultima órbita)
Y si el elemento con que lo mezclamos es de tipo P... significa que seria un aislante...
(Como el boro que tan solo tiene 3 e- en su ultima órbita ¿es correcto?
Estas confundido, que sea tipo N o P solo indica exceso de electrones o carencia de electrones y nada tiene que ver con que sea aislante.
Ambos cristales son conductores por separado.
Si los unimos formando un dido es cuando es aislante la zona de la union entre ambos (potencial de barrera).
Entonces al unirlos los dos elementos...., la barrera se forma de manera natural e inevitable? por decirlo de alguna manera?
Es fisica cuantica.
Los electrones no pueden pasar esa zona de union a no ser que su potencial eléctrico sea algo mayor que el potencial de barrera.
Al alcanzar ese voltaje pueden saltar esa zona.
En uno de los links que me envías , se insinúa que con el dopaje se establece esa frontera de forma natural aparentemente sin manipular nada....
Eso era lo que quería saber....
una ultima duda:
yon entiendo que el diodo conduzca cuando se le aplica corriente en polaridad directa, como dice el vide...los electrones sueltos en el material N comienzan a moverse y saltan la barrera hacia los huecos
pero cuando cambiamos la polaridad de la fuente, los electrones que van de la bateria llenan los huecos del material P .....en ese momento, los electrones del material N corren despavoridos en sentido opuesto ..
pero los electrones que ocuaparon los huecos del material P no saltan la barrera
¿Por que no saltan la barrera si los electrones del material N huyeron y dejaron cargas positivas al alejarse?
Por que el polo positivo de la pila secuestra los electornes del cristal N y al ocurrie eso se agranda la barrera quedando una zona mucho mayor y un potenical de barrera más grande que no pueden saltar los electrones del cristal P.
Solo cuando se alcance un volteje muy alto se producirá la ruptura inversa saltando un arco y entrando el diodo en avalancha lo cual lo destruirá.
En el dido zener eso no ocurre por que se produce una avancha controlada y al producirse la ruptura inversa tendremos una tensión inversa estable llamada tensión zener.
Buena es José Miguel Diego pascual....
Hola disculpa la molestia... estuve analizando y estudiando, leyendo una y otra vez sobre las partes del diodo y deduzco lo siguiente:
1.- ¿El al materia N que tiene un exceso de electrones correcto?
2.- El al material P que se caracteriza por tener un defecto de electrones, ¿estamos de acuerdo?
Por tanto, si observamos el diodo, la raya gris corresponde al que tiene una deficiencia de electrones... o huecos (cargas (+).. ¿correcto?
Para que el diodo conduzca, debemos conectar el polo negativo de la fuente al material N... o sea al ... y conectar el (material P) a la terminal positiva de la fuente..
¿He comprendido bien?
El polo negativo de la fuente va al cátodo QUE ES EL material N
¿El polo positivo de la fuente va al cátodo que es el material P correcto?
La ralla en la capsula del dido es el cátodo y en efecto se tiene que conectar el cristal N o cátodo al negativo y el P o ánodo al positivo
El cátodo correspondería al material N y va al polo (-) de la fuente mientras que el ánodo corresponde al material P y va al (+) ... ok entendido
Porque en otros textos de internet creo que aparecen al revés
Al conectar el material N al cátodo los electrones del cristal P son secuestrados y pasan al N acumulándose en el cristal N y los huecos en el P atrayéndose unos a los otros en los limites fronterizos entre ambos cristales de forma que cuando la diferencia de potencial entre ambos supera el potenical de barrera se produce el salto entre ambos.
¿Al conectar el material N al cátodo?
Creo que quisiste decir:
Al conectar la terminal (+) de la fuente al cátodo
¿El cátodo es el material N... estamos de acuerdo?
El material N se conecta al negativo de la fuente.
De toda la vida el negativo es el cátodo sea de un generador eléctrico o de un componente.
Generador eléctrico es todo aquello que transforma una energía en electricidad..
Son generadores químicos las pilas ya sean de tipo reversible o no reversibles (Tienen elementos apilados por lo que su nombre deriva etimológicamente de una pila de placas de metal separadas por almohadillas con electrolito).
Son generadores mecánicos las dinamos y alternadores.
Son generadores térmicos las células Peltie y los termopares.
Son generadores fotoeléctricos las células fotovoltaicas.
Cada uno de estos generadores convierte un tipo de energía en electricidad que es otro tipo de energía.
Energía es todo aquello que produce transformaciones en la materia y generan trabajo.
Todas las energías se miden en unidades (sistema internacional).
Las energías pueden ser de diversos tipos y de diversas orden siendo el calor la de menor orden por ser la más degenerada o de mayor grado de entropia..
Cuando se nos dice que el silicio y el germanio son los materiales semiconductores más usados en electrónica... Vamos a ver... ¿los componentes electrónicos como diodos etc son hechos solo de silicio o germanio para funcionar como semiconductores?
No... pueden ser con base Si o Ge pero ambos requieren contaminarlos con pequeñas cantidades de otros elementos. Para funcionar como semiconductores... p. ej. contaminados con antimonio forman un semiconductor tipo N - aporta electrones libres- contaminados con boro forman un semiconductor tipo P - crea agujeros o huecos-. Ambos ( electrones y huecos) contribuyen a la conducción de corriente eléctrica a través de los mismos.
¿O por el contrario son aislantes que se mezclan con elementos conductores para poder funcionar como semiconductores. No se si me explico? Porque no lo tengo claro
Tampoco son aislantes. Son semiconductores. O sea, acepta que las sustancias pueden clasificarse a los efectos eléctricos como aislantes, semiconductoras y conductoras.
De manera que silicio, germanio y otro elementos no son aislantes por si mismos, sino que son semiconductores..., pero para que conduzcan la corriente ..., deben ser combinados con otro elemento...
Si son tipo N, ¿ese elemento seria un conductor verdad?
(Como el fósforo que tiene 5 e- en su ultima órbita)
Y si el elemento con que lo mezclamos es de tipo P... significa que seria un aislante...
(Como el boro que tan solo tiene 3 e- en su ultima órbita ¿es correcto?
Simplemente, el antimonio, arsénico o fósforo ( pentavalentes) agregado como elemento de dopaje, torna al Si en semiconductor tipo N... es decir suelta electrones libres. En cambio El Boro, Galio o Aluminio ( trivalentes) como elemento contaminante, lo transforma al Si en semiconductor tipo P ... es decir aporta huecos en su estructura.
Pero vamos a ver...
¿El silicio tal como se encuentra en la naturaleza con los átomos neutros es un semicoductor... verdad?
Cuando vos le introducís otro material para formar un material tipo P o N ...
...¿En qué se convierte?
Se convierte en conductor ¿estamos de acuerdo?
Entre ciertos margenes de temperatura- que obviamente incluyen la ambiental - se convierten en portadores de electrones libres o huecos, listos para circular en presencia de una diferencia de potencial electrica que pueda superar la barrera del potencial de contacto.
O sea que antes del dopaje, no son ni aislantes ni conductores....,se consideran semiconductores
Después del dopaje, son portadores de e- libres y huecos. Y podemos afirmar que después del dopaje, siguen siendo semiconductores....porque requieren un empujón para que se establezca la corriente
Estás de acuerdo con este analisis?
En realidad al doparlos se transforman en conductores con cargas libres dispuestas a circular. Lo que vos llamas " empujón"seria el Campo Eléctrico aplicado, ¿por ejemplo polarizandolo con una pila... comprendes?
Si..., con esa palabra, me refería a conectarlo a una fuente...
Despy del dopaje, de ser semiconductores..., pasarían a ser conductores...
Impecable... ahora está todo claro y no es necesario ponerse a leer un libro de 50 páginas sobre el tema... saludos
Ahora..., hablando sobre el segundo video que muestra como funciona el diodo... no se si lo vistes..
¿Vos nunca te preguntaste porque cuando lo polarizas en directa, los electrones pueden saltar del material N al materia P...
..., ¿Pero si cambias la polaraidad de la fuente no lo pueden ..?
Si analizamos, al invertir los polos de la fuente, los electrones van a los huecos del material P... y (como las cargas de igual signo se repelen). Los que están del otro lado de la frontera salen despedidos .. pero cuando los electrones del material N se alejan..., ¿quedan cargas positivas allí... verdad?
¿De manera que no entiendo porque los electrones no saltan al otro lado... Me seguís?
Si analizamos, al invertir los polos de la fuente, los electrones van a los huecos del material P... y (como las cargas de igual signo se repelen). Los que están del otro lado de la frontera salen despedidos .. pero cuando los electrones del material N se alejan..., ¿quedan cargas positivas allí... verdad?
¿De manera que no entiendo porque los electrones no saltan al otro lado... Me seguís
TRato de seguirte pero no entiendo bien lo que preguntas.
Si estas en polarizacion directa una gran cantidad de electrones libres del N superan la Barrera del Potencial de Contacto y pasan al bloque P. Se establece una corriente directa desde N hacia P... Al invertir la fuente los portadores mayoritarios de los dos lados se ve obligados a apartarse de la union, La barrera se ensancha y solo unos pocos portadores minoritarios la podran atravesar. Circulará una corriente inversa muy pequeña.
Ah claro.. ahora caigo
De los dos lados los electrones se repelen
Yo imaginaba que los del material N salían despedidos y los que habían ocupado los huecos en el material P quedaban allí
Esos también se alejan...
Ahora si me quedo clarísimo, muchas gracias
Hola disculpa la molestia... estuve analizando y estudiando, leyendo una y otra vez sobre las partes del diodo y deduzco lo siguiente:
1.- ¿El ánodo correspondería al materia N que tiene un exceso de electrones correcto?
2.- El cátodo correspondería al material P que se caracteriza por tener un defecto de electrones, ¿estamos de acuerdo?
Por tanto, si observamos el diodo, la raya gris corresponde al cátodo que tiene una deficiencia de electrones... o huecos (cargas (+).. ¿correcto?
Para que el diodo conduzca, debemos conectar el polo negativo de la fuente al material N... o sea al ánodo... y conectar el cátodo (material P) a la terminal positiva de la fuente..
¿He comprendido bien?
Al final de mi redacción, no se si quedo claro lo que quise expresar:
El polo negativo de la fuente va al cátodo QUE ES EL material N
¿El polo positivo de la fuente va al cátodo que es el material P correcto?
El ánodo del diodo Si es el material P ... mientras que es cátodo es el material N ...
Para que un diodo esté polarizado directamente, se debe conectar el polo positivo de la batería al ánodo del diodo y el polo negativo al cátodo.
De este modo( en polarización directa) la batería(-) cede electrones libres a la zona n y el (+) atrae electrones de valencia de la zona p, como consecuencia aparece a través del diodo una corriente eléctrica constante ( o sea continua). Ese es el efecto rectificador del diodo semiconductor. Lo de ánodo y cátodo surgio por semejanza con las válvulas rectificadoras termoionicas ...-en donde las tensiones (+) entraban por el ánodo y se recogían por el cátodo. Las tensiones negativas no podían pasar por la válvula ( de ahí precisamente el nombre de válvula)... ¿comprendes?
¡Gracias!
¿Pero eso es así en todos los diodos o solo los de silicio y germanio?
Es así para todos... no soy electrónico puro pero creo que todos traen esa identificscion...