MARCO TEÓRICO AISLADORES, SEMICONDUCTORES Y CONDUCTORES La conductividad eléctrica es una propiedad importante de los sólidos y, de acuerdo a ella se los puede clasificar en: Aisladores: no conducen la electricidad; en general los cristales iónicos y covalentes se comportan como aisladores. Las mejores sustancias aislantes son el azufre, el cuarzo fundido y el ámbar, cuyas resistividades son del orden de !"# o$m%cm, &!"# o$m%cm y !'#o$m%cm, respectivamente. (onductore (onductores: s: pertenecen a este grupo los metales, metales, cuyas resistividade resistividadess están en el orden de !%&# )%cm, donde los mejores conductores son !plata*,&!%&#)%cm+, cobre *,'!%&#)%cm+, oro*,!% &#)%cm+, aluminio *,"!%&#)%cm+. -emi -emico cond nduc ucto tore res: s: esto estoss mate materia riale less son son meno menoss cond conduc ucto tores res ue ue los los metal metales. es. /ienen ienen resistividades intermedias entre las de los conductores y los aisladores, y oscilan entre !&# y !"#)% cm. 0l germanio y el silicio son semiconductores t1picos. Los materiales semiconductores tienen la propiedad de ue su resistividad disminuye con la temperatura, a diferencia de los metales, en los cuales aumenta la resistividad al aumentar la temperatura. 0sta variación de la resistividad con la temperatura puede verse gráficamente de esta manera:
0ste comportamiento eléctrico de los sólidos puede ser e2plicado por medio de la /0345A 60 LA- 7A86A-. VARIACIÓN DE LA RESISTIVIDAD ρ CON LA TEMPERATURA
(omo idea global puede decirse ue en un semiconductor la conductividad 9 !inversa de la resistividad# aumenta considerablemente con la temperatura porue al aumentar ésta $ay más electrones disponibles para la conducción, el movimiento vibratorio ue se produce con el aumento de la temperatura lleva más electrones a la banda de conducción. -in embargo, en los conductores, como los electrones no cambian en nmero, porue todos están disponibles para la conducción,la vibración de la red obstaculiza el movimiento de los electrones, lo ue e2plica la disminución de la conductividad al aumentar la temperatura. La teor1a de las 7andas de energ1a dde los sólidos permite dar una e2plicación cuantitativa por ué los sólidos pueden ser conductores, semiconductores o aislantes. 0n los semiconductores, tales como el silicio y el germanio, a /< la separación energéticas entre bandas llenas y banda de conducción es notablemente menor. 0stos materiales presentan bandas llenas y una ltima banda vac1a ue está separada de la banda de valencia por una diferencia energética muy inferior a la de los aislantes, de a$1 ue, de acuerdo con la distribución de energ1a ue tienen los electrones $ay mayor cantidad de los ue pueden pasar a la banda de conducción, y es por ello ue estos sólidos pueden comportarse como conductores. 0n estos materiales, para bajas temperaturas, muy pocos electrones están e2citados en la banda de conducción, por lo tanto son muy buenos aislantes. 0n cambio, a temperaturas altas, por ejemplo a temperatura ambiente, una fracción significativa de electrones está e2citada en la banda de conducción y en este caso el material es capaz de conducir corriente eléctrica apreciable, y su valor de resistividad se apro2ima al de un conductor. Los semiconductores se clasifican en dos clases, los semiconductores puros o intr1nsecos, ue son sustancias ue naturalmente se comportan como semiconductor, por ejemplo silicio y germanio y, los semiconductores de impureza o e2tr1nsecos, ue son auellos sólidos en los cuales se introduce alguna impureza, otro tipo de átomo, ue $ace ue el material se vuelva semiconductor. 0s decir, en los semiconductores aumenta la conductividad con la temperatura porue aumenta la población de electrones en la banda vac1a. Los conductores metálicos ya tienen todos los electrones disponibles para la conducción en la banda semillena, de manera ue un incremento de temperatura no aumenta el nmero de electrones disponibles para la conducción, pero produce vibración en la red, ue provoca oposición al paso libre de los electrones, y eso $ace ue al aumentar la temperatura decrezca la conductividad del material.
