¿Qué son los semiconductores?

Answer 1

Un semiconductor es un sólido (generalmente cristalino) que, en estado puro, tiene “bandas” de energías permitidas para electrones separados por espacios de energía. Piense en esto como una extensión de un átomo solitario que tiene niveles de energía discretos; Los niveles en el semiconductor se han ampliado en bandas, pero no se han fusionado. Hay una banda superior llena (en energía) completamente llena llamada banda de valencia y una banda inferior completamente vacía llamada banda de conducción en un semiconductor puro a cero absoluto de temperatura.

No hay electrones con estados de energía iguales a las energías en la brecha. A temperaturas superiores al cero absoluto, esto da como resultado que haya muy pocos electrones para conducir la corriente eléctrica en comparación con un metal. En lugar de que haya un electrón conductor para cada átomo en el sólido, hay un millón o más átomos del sólido para cada electrón conductor.

Al manipular las impurezas introducidas en el semiconductor puro, podemos cambiar la conductividad del sólido en muchos órdenes de magnitud. No solo eso, sino que también podemos cambiar las especies conductoras de portadores de carga negativa (electrones) a portadores de carga positiva (agujeros). Aún más significativamente podemos manipular la brecha de energía y combinar materiales de diferentes brechas de energía, diferentes concentraciones de impurezas y diferente polaridad de los portadores.

Estos grados de libertad en el diseño permiten que la “ingeniería” de los semiconductores fabrique una amplia variedad de dispositivos electrónicos y sensores, desde diodos y transistores hasta células solares, diodos emisores de luz, sensores de presión, sensores de temperatura, sensores magnéticos, etc., etc.

Answer 2

Los semiconductores son como el oxígeno para los productos electrónicos de consumo.

[Incluso no podemos imaginar la existencia de Quora, Facebook, Bitcoin y la innovación de Elon Musk, sin semiconductores]

• Los semiconductores son una de las principales categorías de material electrónico (eléctrico) (en imagen).
• Debido a su capacidad de Tunning sobre la conductividad , los hace más populares que los conductores.
• Se comporta tanto como un conductor (a alta temperatura) como un aislante (a una temperatura más baja) según la condición dada.

Una imagen clara sobre el semiconductor se da en las siguientes imágenes …

¿Por qué es más importante que qué …?

Espero que te ayude.

Gracias por leer.

-JP.

Answer 3

El nitruro de galio (GaN) es un semiconductor binario de banda / banda directa III / V comúnmente utilizado en diodos emisores de luz. El compuesto es un material muy duro que tiene una estructura de cristal de Wurtzita.

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Sus aplicaciones son:

1.Los diodos láser violeta basados ​​en GaN se utilizan para leer discos Blu-ray. Cuando se dopa con un metal de transición adecuado como el manganeso, GaN es un material espintrónico prometedor (semiconductores magnéticos).

2. Se utiliza en aplicaciones de infraestructura inalámbrica debido a su alta eficiencia y operación de alto voltaje.

3. aplicaciones de telecomunicaciones y aeroespaciales de mayor frecuencia.

Answer 4

Si quieres el significado del libro de texto:

Una sustancia sólida que tiene una conductividad entre la de un aislante y la de la mayoría de los metales, ya sea por la adición de una impureza o por los efectos de la temperatura. Los dispositivos hechos de semiconductores, especialmente silicio, son componentes esenciales de la mayoría de los circuitos electrónicos.

Si solo quiere entender su significado en un lenguaje simple, entonces el significado sería un semiconductor es un material que conduce corriente, pero solo en parte. La conductividad de un semiconductor está en algún lugar entre la de un aislante, que casi no tiene conductividad, y un conductor, que tiene una conductividad casi completa. Por lo general, están hechos de elementos con 4 capas de valencia como silicio (si) a diferencia del conductor que está hecho de elementos con 1 electrón de valencia.

Para más referencias:

¿Qué es un semiconductor?

Answer 5

Cada material tiene una brecha de banda de energía. Este intervalo de banda representa la diferencia de energía de los electrones de valencia y conducción. La banda de valencia es una banda de todos los niveles de energía que ocupan los electrones de valencia típicos que conoce en la química de HS. La banda de conducción es la banda de los niveles de energía en los que los electrones pueden conducir electricidad. La diferencia es que los electrones de la banda de conducción no están unidos a un solo átomo y son libres de moverse. Una analogía es que los electrones de valencia están en una relación con un átomo (no tiene que ser una relación monógama, ya que un solo electrón puede orbitar múltiples átomos) y los electrones de la banda de conducción son únicos. En los metales, la banda de valencia y conducción se superponen, por lo que los metales son conductores. Los aisladores tienen una gran brecha de energía entre las dos bandas, lo que hace que sea más difícil (no imposible) que conduzcan electricidad. Los semiconductores tienen un pequeño intervalo de banda de energía, por lo que, aunque no conducen electricidad como los metales, pueden hacerlo si aplica un voltaje / potencial de energía que corresponde a la energía del intervalo de banda. Esto sucede porque el potencial de voltaje / energía energiza el electrón lo suficiente como para que salte de la banda de valencia a la banda de conducción.

Así es como funcionan los paneles solares. La banda de energía de la brecha de silicio corresponde aproximadamente a los niveles de energía de los fotones, por lo que cuando un fotón golpea el panel solar, es absorbido por un electrón que orbita el átomo de silicio, el electrón tiene suficiente energía para producir El salto a la banda de conducción (se rompe con los átomos de silicio). Combine eso con el hecho de que los paneles solares están compuestos de dos capas de silicio dopadas con iones positivos y negativos (una capa tiene una carga neta positiva, la otra una carga neta negativa), el electrón en la banda de conducción (el nuevo electrón) fluye desde el terminal negativo al terminal positivo, lo que crea una corriente eléctrica.

Answer 6

Un material semiconductor tiene un valor de conductividad eléctrica que cae entre el de un conductor, como el cobre, y un aislante, como el vidrio. Los semiconductores son la base de la electrónica moderna. Los materiales semiconductores existen en dos tipos: materiales elementales y materiales compuestos. La comprensión moderna de las propiedades de un semiconductor se basa en la física cuántica para explicar el movimiento de electrones y agujeros en una red cristalina .

Answer 7

Un material semiconductor tiene un valor de conductividad eléctrica que cae entre el de un conductor, como cobre, oro, etc., y un aislante, como el vidrio. Su resistencia disminuye a medida que aumenta su temperatura, que es un comportamiento opuesto al de un metal. Sus propiedades conductoras pueden ser alteradas de manera útil por la introducción deliberada y controlada de impurezas (“dopaje”) en la estructura cristalina. Cuando existen dos regiones dopadas de manera diferente en el mismo cristal, se crea una unión semiconductora. El comportamiento de los portadores de carga que incluyen electrones, iones y agujeros de electrones en estas uniones es la base de diodos, transistores y toda la electrónica moderna.

Answer 8

A diferencia de los conductores que tienen sus bandas de conducción y valencia superpuestas, los semiconductores tienen una diferencia de energía entre ambas bandas; es decir, se encuentran entre aisladores y conductores, y pueden conducir electricidad bajo ciertas circunstancias.

Se utilizan en circuitos lógicos para la toma de decisiones, como diodos, transistores, etc. La mayoría de los semiconductores se fabrican a partir de silicio o germanio, y generalmente se les agrega impurezas de manera controlada mediante un proceso llamado dopaje.

Según el diccionario: una sustancia sólida que tiene una conductividad entre la de un aislante y la de la mayoría de los metales, ya sea por la adición de una impureza o por los efectos de la temperatura. Los dispositivos hechos de semiconductores, especialmente silicio, son componentes esenciales de la mayoría de los circuitos electrónicos.

Answer 9

Como su nombre indica,

“Semi-Conductor” = “Medio conductor”.

Conductor que no es completamente conductor (conduce los electrones para que lo atraviesen) o un aislante (detiene completamente el paso de electrones). Por lo tanto, es característico o la brecha de energía se encuentra entre los dos. Por lo tanto, el semiconductor puede definirse como una sustancia, generalmente un elemento o compuesto químico sólido, que puede conducir electricidad en algunas condiciones pero no en otras, por lo que es un buen medio para el control de la corriente eléctrica.

Answer 10

La mejor manera de visualizar la diferencia entre conductores, aislantes y semiconductores es la “teoría de la banda de energía”.

En física del estado sólido, un material tiene rangos de bandas de energía en las que pueden existir electrones.

La brecha de energía más baja se llama “la banda de valencia”. La banda de energía superior se llama “la banda de conducción”.

En un conductor, las dos bandas están muy cerca una de la otra y se superponen. Y por lo tanto, los electrones pueden moverse fácilmente entre las bandas de energía.

En un aislante, por otro lado, las dos bandas de energía están separadas por un “intervalo de banda”. Los electrones no pueden existir en esta región. La brecha de banda es demasiado amplia para permitir que los electrones “salten” de la banda de valencia a la banda de conducción. Es por eso que los aisladores no pueden conducir la electricidad.

Ahora, en cuanto a nuestro amigo, el semiconductor, es básicamente un aislante con algunas impurezas añadidas. El proceso de agregar esas impurezas se llama “dopaje”.

El dopaje da como resultado la reducción de la brecha de banda a temperatura ambiente y, por lo tanto, “algunos” electrones pueden moverse a la banda de conducción.

La brecha de banda se mide con una unidad llamada “electronvoltios (eV)”. Por ejemplo, cierto aislante puede tener un intervalo de banda de 9 eV, mientras que cierto semiconductor puede tener un intervalo de banda de 1,2 eV.

Answer 11

Es un término relativo porque depende de la temperatura del cristal. Es decir, a temperaturas más altas, los electrones de una banda inferior atraviesan el espacio de baja energía de algunos materiales hacia la banda de conducción. Los materiales con un alto nivel de diferencia de energía de la brecha (o también llamada zona prohibida) actúan como aislante porque no pueden entrar electrones en la banda conductora. Estas bandas son parte de lo que se conoce como la teoría de bandas de sólidos. Una banda llena o vacía de electrones no puede conducir electricidad.

Este es un tema complejo que comienza con un buen conocimiento de la mecánica cuántica. Difícil de explicar en términos simples. Por ejemplo: una banda se define como una colección de N pozos potenciales regularmente espaciados que poseen conjuntos distintos de niveles de energía cuasi continuos. Estos niveles de energía proporcionan pozos que pueden estar ocupados por un electrón.

Answer 12

“Un material semiconductor tiene un valor de conductividad eléctrica que cae entre el de un conductor, como el cobre, y un aislante, como el vidrio. Su resistencia disminuye a medida que aumenta su temperatura, que es un comportamiento opuesto al de un metal. Sus propiedades conductoras pueden ser alteradas de manera útil por la introducción deliberada y controlada de impurezas (“dopaje”) en la estructura cristalina. Cuando existen dos regiones dopadas de manera diferente en el mismo cristal, se crea una unión semiconductora. El comportamiento de los portadores de carga que incluyen electrones, iones y agujeros de electrones en estas uniones es la base de diodos, transistores y toda la electrónica moderna “.

Copiado de Wikipedia

Answer 13

El semiconductor es un material que tiene propiedades tanto metálicas como no metálicas. A temperatura normal se comporta como aislante y por encima de cierta temperatura se comporta como un metal. Se le agregan algunas impurezas (conocidas como dopaje) para mejorar su conductividad. Hay varios semiconductores disponibles como silicio, germanio, fosfato de galio. Los semiconductores se utilizan ampliamente en dispositivos electrónicos como transistores, FET.

Answer 14

No es tan conductor como los metales, ni tan aislante como los no conductores. Su resistencia disminuye a medida que aumenta la temperatura, a diferencia de los metales.

Sus características de conductividad pueden controlarse al dopar cuidadosamente la red con impurezas. Si dos regiones se dopan de manera diferente, se forma una unión semiconductora con las notables propiedades que han hecho posible la era electrónica.

Ocupan el grupo IV en la tabla periódica: silicio (Si) germanio (Ge) y compuestos en galio (Ga).

Vea esto para más detalles.

Answer 15

El semiconductor en lenguaje común es la sustancia entre el conductor y el aislante.

Ahora, en cada material, hay dos capas o bandas, la banda de valencia (inferior) y la banda de conducción (superior) separadas por una brecha de energía.

En el caso de un aislante, este espacio es enorme y los electrones no pueden saltar de la banda inferior a la superior y, por lo tanto, no pueden conducir, mientras que en el caso de los conductores estas 2 bandas se superponen entre sí y los electrones se mueven libremente de la banda inferior a la superior. Pero en el caso de los semiconductores, las bandas no tienen una gran separación como aislante ni se superponen como conductores. Está en algún lugar entre ellos y cuando se les proporciona energía de excitación que iguala la energía de la banda prohibida, los electrones saltan de mal a bajo y el material conduce.

Aquí la palabra “semi” en semiconductor es muy importante.

También a diferencia de los conductores, en los semiconductores, la conductividad aumenta con el aumento de la temperatura a medida que aumenta el número de pares de electrones.

También hay 2 tipos de semiconductores:

1.Intrínseco (sin dopar).

2.Extrínseco (dopado).

Answer 16

Según Wikipedia, “Un material semiconductor tiene un valor de conductividad eléctrica que cae entre el de un conductor, como el cobre, y un aislante, como el vidrio. Los semiconductores son la base de la electrónica moderna. Los materiales semiconductores existen en dos tipos: materiales elementales y materiales compuestos

La comprensión moderna de las propiedades de un semiconductor se basa en la física cuántica para explicar el movimiento de electrones y agujeros en una red cristalina.

La disposición única de la red cristalina hace que el silicio y el germanio sean los elementos más utilizados en la preparación de materiales semiconductores. Un mayor conocimiento de los materiales semiconductores y los procesos de fabricación ha permitido posibles aumentos continuos en la complejidad y velocidad de los microprocesadores y dispositivos de memoria “.

¡Gracias!

Answer 17

Básicamente, es un material cuyas propiedades permiten que su resistencia sea manipulada en un amplio rango por medios eléctricos de control. El dispositivo procesado y acabado real con el material semiconductor con sus cables eléctricos también se llama semiconductores.

Las propiedades eléctricas de la resistencia controlable son las que lo hacen bueno para amplificar y conmutar: los principios básicos de los circuitos analógicos y digitales.

En la vida real, utilizamos muchos materiales semiconductores basados ​​en silicio que pueden hacerse extremadamente compactos y exhibir sus propiedades a velocidades muy altas. Son la base de la electrónica moderna.

Answer 18

• El conductor es algo que permite que los electrones fluyan a través de él.
• Los no conductores o aislantes son algo que no permite que los electrones fluyan a través de ellos.

Mientras que los semiconductores son aquellos dispositivos que permiten parcialmente el flujo de electrones.

Mantenido tan básico como su pregunta.

Answer 19

La estructura atómica es la razón de la propiedad de un material. Si la última órbita tiene menos de 4 electrones, tiene electrones libres que son conductores de electricidad cuando se aplica una energía (potencial) y más de 4 electrones en la órbita exterior tienden a ganar electrones. para la estabilización para que no haya electrones libres, por lo tanto, se llaman aislantes

Un semiconductor tiene 4 electrones en órbita externa, por lo tanto, tiene naturaleza conductora y aislante dependiendo de la temperatura y el potencial aplicado

Answer 20

No es un buen conductor o un buen aislante, sino un punto intermedio. Al “doparlos” correctamente, puede hacer un dispositivo semiconductor que con tres terminales amplificará una señal