• Conductores, aislantes y semiconductores en función del estado de los electrones en los cuerpos materiales.

Conductores

Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al paso de la electricidad, generalmente son aleaciones o compuestos con electrones libres que permiten el movimiento de las cargas, los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones, aunque también existen materiales no metalicos que también poseen la propiedad de conducir electricidad como el grafito o las disoluciones o soluciones salinas.

Aislante.

Es un material que impide la trasmisión de energía eléctrica, el aislamiento eléctrico se produce cuando se cubre un elemento en una instalación eléctrica con un material que no es conductor de la electricidad, es decir un material que resiste el paso de corriente a través de un elemento que recubre y lo mantiene en su trayectoria a lo largo del conductor.

Semiconductores

Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo un campo eléctrico o magnético

Existen dos tipos de semiconductores

Tipos de semiconductores.

Conducción Intrínseca: Un elemento tetravalente (grupo IV), si comparte todos sus electrones es un aislante perfecto y no contribuye a la conductividad eléctrica, esto ocurre a la temperatura del cero absoluto (no hay movimiento térmico). Pero si se somete a temperatura ambiente en la agitación térmica es suficiente para arrancar un electrón apareciendo así un doble efecto:

el electrón al moverse contribuye a la conducción y deja una vacante llamada hueco. Este hueco puede ser ocupado por otro electrón. Surge así un portador de carga positiva y otro negativo denominado par electrón-hueco. Si aparecen en el cristal muchos pares de este tipo puede ocurrir que choquen un electrón y un hueco produciéndose una recombinación, en este caso ninguno de los dos toman parte en la conducción. Con el tiempo se establece un equilibrio, es decir, el número de pares engendrados será igual al de recombinaciones, siendo la conductividad constante, es lo que se denomina conductividad intrínseca del material a una temperatura determinada. Si aumentamos la temperatura, el movimiento térmico aumentará la intensidad originando un mayor número de pares, con lo que se establecerá el equilibrio para una mayor concentración. Este efecto puede producirse tanto por energía térmica como por energía luminosa. El número Z de portadores de cargas libres aumenta aproximadamente de forma exponencial con la temperatura y para una temperatura determinada, depende de la energía necesaria para romper la ligadura, magnitud característica del semiconductor.

Conducción Extrínseca: Cuando a una cristal de cualquier elemento (por ejemplo el Silicio (Si)) le introducimos un átomo distinto pero que sea pentavalente (por ejemplo Antimonio (Sb)) sobra un electrón que no es necesario para producir los enlaces en la estructura cristalina. Una pequeña energía será suficiente para soltarlo del átomo introducido y convertirlo en el electrón de conducción. Sólo con la energía correspondiente a la temperatura ordinaria para que los electrones sobrantes del Sb queden sueltos eliminando los propios huecos existentes por la propia continuidad del cristal y quedando al final una conducción eléctrica producida sólo por lo electrones, el Sb queda entonces cargado positivamente y recibe el nombre de “dador”. A esta forma de conducción se le llama de tipo “N” y a la impurificación del cristal con el dador se le denomina dopar el cristal. Cuando se dopa el Si con un átomo trivalente, por ejemplo el Aluminio (Al) el proceso es análogo. Aquí hay un puesto vacante que puede ser ocupado por un electrón con lo que resulta un hueco. Al Átomo introducido (Al) se le llama “aceptor” y al mecanismo de conducción, debido a los huecos se le llama de tipo “P”. De lo dicho anteriormente podemos deducir que el tipo de conducción depende de los portadores de cargas libres que se encuentran y no del cristal, este en conjunto permanecerá neutro.