Este documento describe los principales tipos de materiales en términos de su conductividad eléctrica: conductores, semiconductores y aislantes. Los conductores como los metales permiten el flujo libre de electrones y corriente eléctrica. Los semiconductores pueden comportarse como conductores o aislantes dependiendo de factores como la temperatura o campo eléctrico. Los aislantes como el vidrio no permiten el flujo de electrones o corriente debido a que sus átomos son estables y no ceden electrones.

1. MATERIALES: CONDUCTORES,
SEMICONDUCTORES Y AISLANTES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y DIGITALES

3. MATERIALES CONDUCTORES
Conductores son todos aquellos materiales
o elementos que permiten que los atraviese
el flujo de la corriente o de cargas eléctricas
en movimiento.

4. CONDUCTORES
 Los elementos conductores tienen facilidad
para permitir el movimiento de cargas y sus
átomos se caracterizan por tener muchos
electrones libres y aceptarlos o cederlos con
facilidad, por lo tanto son materiales que
conducen la electricidad.

5. MATERIALES
CONDUCTORES
 En la categoría “conductores” se
encuentran agrupados todos los
metales que en mayor o menor
medida conducen o permiten el paso
de la corriente eléctrica por sus
cuerpos.

6. CONDUCTIVIDAD EN LOS
METALES
Normalmente las bandas de
1) unacomponen
valencia. 2)
de:
una banda de
energías se
banda de
conducción
y, 3) otra banda interpuesta entre las dos
anteriores denominada “banda prohibida”.
La función de esta última es impedir o
dificultar que los electrones salten desde la
banda de valencia hasta la banda de
conducción. En el caso de los metales la
banda prohíbida no existe, por lo que los
electrones en ese caso necesitan poca
energía para saltar de una banda a la otra.

7. conductor de
La figura mostrada a
continuación muestra
una sección de un
cobre
(Z=29) que solo tiene un
en la capa
de
electrón
valencia
externa).
(capa más
Observe como
sus electrones libres se
mueven libremente entre
los átomos.

8. CARACTERÍSTICAS

9. PARA QUE SIRVE?
 Las principales aplicaciones de un
conductor eléctrico son el transporte de
eléctrica (cables de la red
domiciliaria, de
energía
eléctrica
aparatos eléctricos,
alta tensión,
actuadores,
iluminación,
transporte
automóviles,
de
etc.),
señales
(transmisores/receptores,
computadores, automóviles, etc.), y
fabricación de componentes electrónicos
(conectores, placas de circuito impreso,
resistencias, condensadores, transistores,
circuitos integrados, sensores, etc.).

11. DEFINICIÓN DE SEMICONDUCTOR
Lossemiconductores sonmateriales cuyaconductividad varíaconla
temperatura, pudiendo comportarse como conductores ocomo
aislantes. Resultaquesedeseanvariaciones delaconductividad no
con latemperatura sino controlables eléctricamente por elhombre.

12. ELEMENTOS
SEMICONDUCTORES
 Los "semiconductores" como el
silicio (Si), el germanio (Ge) y el
selenio (Se), por ejemplo,
constituyen
poseen
intermedias
elementos que
características
entre los cuerpos
conductores y los aislantes, por
lo que no se consideran ni una
cosa, ni la otra.

13. ELEMENTOS
SEMICONDUCTORES
 Si los conductores son materiales que disponen de electrones
libres y los aislantes carecen de ellos, los semiconductores se
encuentran en una situación intermedia: a la temperatura de 0 K
se comportan como aislantes, pero mediante una aportación de
energía puede modificarse esta situación, adquiriendo un
comportamiento más cercano al de los conductores

14. ELEMENTOS
SEMICONDUCTORES
 A temperatura cercana al cero
absoluto no hay electrones
libres y el semiconductor se
comporta como un aislador o
dieléctrico. A mayores
temperaturas algunos
electrones adquieren suficiente
energía para escapar del enlace
y se convierten en electrones
“libres” ( libres pero dentro del
sólido cristalino ), dejando atrás
una vacante en el enlace
covalente. Dicha vacante se
conoce como un hueco y todo
este proceso se conoce como
producción térmica de un par
electrón-hueco.

15. APLICACIONES DE LOS
SEMICONDUCTORES.
 Las aplicaciones de los semiconductores se dan
en diodos, transistores y termisores
principalmente. Diodos: Al unir un semiconductor
N con otro P se produce un fenómeno de difusión
de cargas en la zona de contacto, que crea una
barrera de potencial que impide a los demás
electrones de la zona N saturar los restantes
huecos positivos de la zona.

16. RESUMIENDO
 En resumen un semiconductor es un elemento que
se comporta como un conductor o como aislante
dependiendo de diversos factores, como por ejemplo
el campo eléctrico o magnético, la presión, la
radiación que le incide, o la temperatura del
ambiente en el que se encuentre.

18. QUE SON LOS MATERIALES
AISLANTES?
“Los cuerpos aislantes son aquellos que no permiten
el paso e intercambio de electrones periféricos,
siendo sus átomos normalmente estables, por lo
tanto no dejan pasar la corriente eléctrica a través
de ellos.”

19. ESTRUCTURA
 Los átomos de los elementos aislantes poseen
entre cinco y siete electrones fuertemente
ligados a su última órbita, lo que les impide
cederlos. Esa característica los convierte en
malos conductores de la electricidad, o no la
conducen en absoluto.

20. MATERIALES AISLANTES
Vidrio
Resinas sinteticas
 Madera
 Plastico
 Porcelana
:

21. EJEMPLO
 El plástico que recubre el hilo de cobre
conductor, impide que suframos una descarga
eléctrica al entrar en contacto con el hilo de
cobre. Nos los encontramos en el recubrimiento
de los cables eléctricos, en los aparatos
electrónicos y en todos los aparatos que
funcionen con corriente eléctrica.

22. [1]- The Encyclopedia of Physics, Third Ed., Robert M.
Besancon, editor, Van Nostrand Reinhold Co., New
York, (1985).
[2]- R. J. Van de Graaff, U.S. Patent 1.991.236 (1935).
[3]- “Electrostatic Motors: Their History, Types and
Principles of Operation”, Oleg Jefimenko, Electret
Scientific Co. (1973).
[4]- J. Gallegos, U.S. Patent 633,829 (1899). [5]- E.
Thomson, U.S. Patent 735,621 (1903).
Bibliografía