Semiconductores
son materiales únicos: sólidos cuya conductividad eléctrica puede ser
cambiado deliberadamente, normalmente de forma dinámica (reversible). Ellos
se utilizan para fabricar dispositivos semiconductores, lo que llevó a la era de la información
de finales del siglo XX. Hoy, estos materiales están en todas partes y
continuar penetrando más en la vida diaria de la mayoría de las personas
Dispositivos
fabricados con semiconductores incluyen actuadores y sistemas de control en automóviles,
Reproductores MP3, celulares y computadoras de todo tipo. Estos materiales
son posiblemente una de las tecnologías más importantes del siglo XX,
y continúan siendo un aspecto central de las economías desarrolladas. La
los más comunes están hechos de silicio, ya que es relativamente barato de extraer
de arena. La industria de los semiconductores vende varios cientos de miles de millones de dólares estadounidenses.
Dólares de producto por año.
Ofrecemos la
Los primeros semiconductores eran pequeños detectores en radios populares en todo el mundo.
principios del siglo XX. Fueron llamados «bigotes de gato» y
el elemento semiconductor era sulfuro de plomo. Nadie en ese momento realmente
entendido como trabajaban; simplemente lo hicieron. No fue hasta 1939 que
Richard Ohl, un inventor de Bell Labs que también fue el primero en patentar
células solares, descubrió que ciertos cristales con pequeñas impurezas tienen
conductividad que varía según la exposición a la luz. Su trabajo creció
de un esfuerzo por encontrar prácticos amplificadores de alta frecuencia para
aplicaciones en radio.
Ocho
años más tarde, en 1947, otros científicos de Bell Labs utilizaron semiconductores
materiales para crear un dispositivo de punto de contacto al que llamaron
transistor. El material utilizado fue germanio. Todo el dispositivo fue
aproximadamente medio pie de alto, y requería que el elemento fuera extremadamente
purificado.
Ofrecemos la
La estructura que subyace a cualquier transistor es la unión pn. Tiene
dos regiones: una región ap y una región n. La región p está «dopada» con
pequeñas cantidades de boro, lo que hace que el material se llene de
numerosos «huecos» de electrones, que son una ausencia de electrones donde
los electrones deberían serlo. Esto sucede porque el boro tiene una valencia de tres,
lo que hace que absorba electrones externos débilmente enlazados de la
valencia-cuatro átomos semiconductores, dejando vacíos en su lugar. Luego
La región está dopada con un material que tiene una valencia de cinco, lo que
efecto inverso, donde las impurezas donan su electrón extra al
material, provocando una abundancia de electrones.
Esta historia de
abundancia relativa y ausencia de electrones se explota en el
transistor. Una serie de dos uniones pn constituye el corazón del
dispositivo. Al manipular las uniones, se puede regular el flujo de carga.
precisamente, lo que permite una electrónica compleja. Variaciones sobre el
El transistor se puede utilizar para hacer LED y sensores muy delicados, mientras
la mayoría de las computadoras tienen miles de millones de transistores de varios tipos diferentes.
Aunque el silicio es el transistor más común en la actualidad, el diamante, que
se puede configurar en una matriz 3D más fácilmente que los transistores de silicio,
puede utilizarse en el futuro.