Cultura y ciencia

¿Qué son los conductores y los semiconductores?

Escrito por j.t. barett | Traducido por juliana star
¿Qué son los conductores y los semiconductores?

Un alambre de metal conduce la electricidad fácilmente.

Thomas Northcut/Photodisc/Getty Images

Los metales son claramente diferentes de otros elementos. Tienen brillo, puedes doblarlos y moldearlos y conducen la electricidad. Los átomos metálicos, a diferencia de otros tipos de elementos químicos, sostienen a sus electrones débilmente, lo cual explica estas propiedades. Los elementos como el azufre y el helio son no metálicos y por lo tanto no conducen la electricidad. Los semiconductores se encuentran en un lugar entre los metales y los no metales, es decir, conducen la electricidad pero de forma débil.

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Electrones exteriores

Los átomos complejos como el hierro, el neón y el silicio tienen varias capas de electrones rodeando a sus núcleos. Estos átomos se aferran a sus capas internas con fuerza pero se requiere menos energía para mover sus electrones exteriores para conducirlos. La cantidad de energía usada varía dependiendo del elemento involucrado. Sin embargo la energía viene en niveles discretos (como los escalones de una escalera) para los átomos individuales.

Banda de conducción

Una masa de muchos átomos juntos forma un material. Con miles de millones de átomos vecinos los niveles de energía en sus electrones exteriores se mezclan en conjunto en bandas de energía. Se forman dos bandas principales; los científicos llaman a la banda interior como banda de valencia y a la exterior como banda de conducción. Si los electrones pueden alcanzar la banda de conducción, estos podrán moverse libremente a lo largo de la sustancia. Esto ocurre rara vez en la mayoría de los materiales, aunque ocurre ocasionalmente en los semiconductores y frecuentemente en los conductores.

Semiconductores

La electricidad puede ser conducida a través de materiales hechos de un elemento semiconductor puro, como el silicio, aunque no tan bien como a través de los metales. Aún se requiere un poco de energía para que los electrones de valencia puedan llegar a la banda de conducción. Sin embargo esto cambia cuando añades una traza de otros elementos particulares, como el boro o el arsénico. El material conduce con más fuerza aunque ahora favorece a las cargas positivas o a las negativas. Los transistores y otros dispositivos electrónicos semiconductores dependen de esta propiedad.

Conductores

En un conductor como el cobre las bandas de valencia y de conducción se superponen. Se requiere muy poca energía para mover electrones a lo largo de un objeto hecho de átomos conductores, por lo que su material completo conduce la electricidad. A diferencia de los semiconductores, los conductores no tienen preferencia en cuanto a cargas positivas o negativas. Dado que los metales conducen bien la electricidad, estos pueden ser usados en cables, interruptores y otros componentes eléctricos.

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