¿Cuál es la diferencia entre conductores y semiconductores?

Answer 1

Hay una respuesta rigurosa que gira sobre las bandas de energía en un cristal, y los estados ocupados para los portadores en dicha estructura, pero dado que lo preguntaste de esta manera, dudo que esto sea lo que estás buscando.

Así que intentaré con una respuesta más intuitiva: en un conductor, hay un mar de electrones que flota sobre electrones más fijos, y obviamente protones, que realmente no se abultan 🙂

Este mar de electrones pertenece a toda la estructura, es como si tuvieras una tubería con agua: si inclinas la tubería, el agua fluirá bajo el efecto de la gravedad, sin preocuparse demasiado.

En un circuito eléctrico, la fuerza que impulsa a las cargas a moverse es la fuerza eléctrica, y los electrones en un conductor se mueven bajo su influencia.

En un semiconductor, hay una fracción muy pequeña de estos electrones dislocados que están disponibles para moverse libremente en el material. Sin embargo, también tiene semiconductores donde lo que parece moverse no es el electrón, como en los conductores, sino una carga positiva, llamada agujero .

Los efectos interesantes suceden cuando se juntan semiconductores donde los portadores son electrones (llamados semiconductores tipo n ) y agujeros (tipo p ), porque en su interfaz algo con una ‘característica p’ debe convertirse en algo con una ‘característica n’, y esto El equilibrio es muy sutil y puede verse muy influenciado, en su capacidad de mantener la corriente, aplicando solo voltajes modestos.

El concepto clave aquí es que en un semiconductor, debido a que tiene un número muy limitado de partículas capaces de conducir corriente (a diferencia de un conductor, donde tiene suficiente ), tiene una gran posibilidad de influir en la capacidad de conducir, y esto Es, en pocas palabras, lo que permite utilizar semiconductores para construir amplificadores, es decir, dispositivos cuyas características cambian al actuar en una cantidad bastante pequeña, lo que influye en uno mucho más grande.

¿Tiene sentido?

Answer 2

Un conductor, bueno, conduce 🙂 Es decir, la corriente puede fluir fácilmente a través de él. Imagine una manguera con agua que fluye a través de ella.

Un semiconductor es similar a una manguera con un pliegue. No fluye corriente (agua) debido a la torcedura. Pero si abres la torcedura, el agua comenzará a fluir. Enrosque la manguera nuevamente y el agua se detendrá.

Entonces, en un semiconductor, una cantidad relativamente grande de corriente es controlada por una pequeña cantidad de esfuerzo. La física real de cómo funciona todo es realmente interesante.

La capacidad de controlar fácilmente la cantidad de flujo de corriente es lo que nos permite implementar funciones lógicas de diferentes grados de sofisticación, hasta e incluyendo todas las CPU, memorias y el teléfono inteligente de múltiples núcleos en el que escribo esta respuesta mientras vuelo en un avión 🙂

Answer 3

En el nivel atómico, los conductores generalmente pueden considerarse como una matriz de núcleos elementales rodeados por un mar de electrones, lo que permite que la corriente fluya fácilmente. Esto se debe a que las bandas de conducción y valencia del elemento o sustancia coinciden y, por lo tanto, se superponen por completo. Todos los metales son esencialmente conductores porque se ajustan a este modelo. Esto también explica por qué los metales también son conductores de calor muy eficientes, ya que la conducción de electricidad también facilita la conducción de energía térmica.

---

Sin embargo, en los semiconductores, las bandas de valencia y conducción solo se superponen parcialmente, lo que requiere cierta excitación de energía para impulsarlas a lo largo del canal actual, electrones en una dirección, agujeros en la dirección opuesta. El silicio, la sustancia primaria para todos los semiconductores es un elemento atómico de valencia 4, lo que significa que puede manipularse dopando con otros elementos de valencia 2, 3, 5 y 6 para adquirir ciertas cualidades, como el tipo n que tiene un predominio o porcentaje mayoritario de electrones y una minoría de agujeros, o tipo p que tiene un porcentaje mayoritario de agujeros y un porcentaje minoritario de electrones. Estas diferencias son útiles en la fabricación de varios dispositivos de circuito como diodos, MOSFET, BJT, IGFET, VCSEL, EEL y muchos otros. Estos dispositivos se fabrican en capas para proporcionar diversas funciones como este láser de arseniuro de indio cultivado directamente sobre un sustrato de silicio.

Para llevar esto más allá en aisladores que generalmente son una mezcla asimétrica homogénea de dióxido de silicio y otro elemento como el boro, las bandas de valencia y conducción están completamente separadas, lo que las hace útiles a escala microscópica para aislar el flujo de los electrones a través de la ruta del canal de conducción, como la puerta de un MOSFET. En una escala macroscópica, los aisladores se utilizan para aislar las corrientes eléctricas de alto voltaje en los cables que corren a lo largo de los polos. Probablemente los haya visto antes en los postes, se ven como cuencos o tazas de vidrio invertido.

Answer 4

Los conductores son materiales que tienen conductividad en condiciones y estado normales. ¿Dónde más los semiconductores conducirán en ciertas condiciones solamente

Los conductores no necesitan ningún material adicional para conducir, para semiconductores requiere que se agreguen impurezas para conducir en el estado normal que no conducen, después de agregar impureza conducirá.

La brecha de la banda de energía se superpondrá para la conducta que llevará a cabo sin ningún criterio, ya que la banda de energía de los semiconductores y la banda de valencia tienen una brecha, por lo que el semiconductor requiere un punto de voltaje de ruptura, una vez que se alcanza el voltaje de ruptura, el semiconductor comenzará a conducir.

Answer 5

La resistencia del conductor suele ser muy baja. Depende del metal o material, la temperatura, la resistividad del material, su diámetro y su longitud. Una gran cantidad de portadores de carga están disponibles dentro del metal. Eso significa que la electricidad puede fluir fácilmente a través del conductor. Los semiconductores son aquellos materiales cuya conductividad eléctrica es entre conductores y aislantes. Contienen impurezas como boro, arsénico, galio y otros para modificar el comportamiento de los transportistas minoritarios. Por lo general, la corriente continua en semiconductores solo fluye en una dirección. Las excepciones son los diodos Zener, triacs, SCR.

Answer 6

Un conductor tiene alta conductividad y es principalmente metálico. Su conductividad disminuye con la temperatura más alta. El metal más puro conduce mejor la electricidad.

Un semiconductor tiene baja conductividad que aumenta con el dopaje y la temperatura. Comprenden Ge, Si, C … están en la misma columna de la tabla periódica de elementos.

Answer 7

Existe una diferencia de brecha energética entre la conducción y la banda de valencia de conductores, aislantes y semiconductores. Si ambos se superponen, entonces es un conductor, mientras que si hay una brecha de energía considerable entre ellos; El material es aislante. La separación de banda en el caso de los semiconductores es menor que la de los aislantes, por lo que puede superarse proporcionando energía. A altas temperaturas, los semiconductores comienzan a conducir corriente ya que la brecha de banda está casi disminuida.

Answer 8

Para los conductores, la resistencia aumenta a medida que aumenta la temperatura y para los semiconductores va en ambos sentidos.

Los semiconductores se denominan así porque pueden usarse como conductores y como aislantes dependiendo de la temperatura.

En los semiconductores, la resistencia disminuye con el aumento de la temperatura, pero a medida que disminuye la temperatura, pueden actuar gradualmente como un aislante.

Espero que esto haya sido útil.