Semiconductores Eléctricos

Son sustancias (como el silicio y el germanio) cuya resistencia eléctrica es un término medio entre la de los conductores y los aisladores. Tienen esa resistencia intermedia debido a que tienen unos pocos electrones libres, que pueden pasar de átomo a átomo; a diferencia de los conductores, que tienen muchos electrones libres, y de los aisladores, que no tienen ninguno.

Los semiconductores utilizados en los aparatos electrónicos están ((impurificados» para que cambien sus propiedades eléctricas. Esa impurificación consiste en la introducción de diminutos vestigios de otros elementos en el retículo cristalino del semiconductor. Tanto el silicio como el germanio tienen cuatro electrones exteriores por átomo; impurificándolos con un elemento que tenga cinco electrones exteriores, como el fósforo, queda libre el quinto electrón, con lo que el semiconductor tiene un electrón de más. Se conoce entonces como un semiconductor tipo n (tipo negativo), porque los electrones tienen una carga negativa.

Si se impurifican con un elemento que tenga sólo tres electrones exteriores, como el boro, se produce una malla cristalina con espacios conocidos como agujeros, que ocupan fácilmente los electrones libres. Este tipo de semiconductor carece de eletrones libres, lo que equivale a un exceso de cargas positivas y decimos que es del tipo p.

Si un pedazo de semiconductor tipo n se junta a otro del tipo p, el elemento resultante recibe el nombre de diodo de unión p-n. Si se conecta entonces ese diodo a una pila, uniendo la terminal negativa al semiconductor tipo n y la terminal positiva al tipo p, pasa una corriente por la unión. La fuerza electromotriz (fem) de la pila obliga a que los electrones libres del material tipo n pasen la unión y entren en el de tipo/?, donde llenan los agujeros. De una unión como ésta se dice que tiene polarización directa.

Si la pila está conectada en el sentido opuesto, el borne positivo con el semiconductor tipo n y el negativo con el de tipo p, los electrones libres del material tipo n son obligados a alejarse de la unión. Como no hay electrones libres en el semiconductor tipo p que los sustituyan, no hay paso de corriente a través de la unión, y se dice que tiene polarización inversa. En la práctica, pasa una corriente debilísima, porque se liberan unos pocos electrones debido a que la pila calienta la unión.

Al ofrecer gran resistencia al paso de la corriente en una dirección y poquísima a la que pasa en dirección opuesta, los diodos actúan como rectificadores. Se utilizan, por lo tanto, para rectificar la corriente alterna que proporciona la red eléctrica y producir la corriente continua que necesitan aparatos del tipo de las radios y televisores.