Dispositivo semiconductor para niños
Un dispositivo semiconductor es un componente electrónico muy importante que usa las propiedades especiales de los materiales llamados semiconductores. Los más comunes son el silicio, el germanio y el arseniuro de galio. También existen los semiconductores orgánicos.
Estos dispositivos han reemplazado a los antiguos tubos de vacío en casi todas las aplicaciones. Funcionan con electricidad que se mueve a través de un material sólido, a diferencia de los tubos de vacío que usaban gases o el vacío.
Los dispositivos semiconductores se fabrican de dos maneras:
- Como piezas individuales, llamadas dispositivos discretos.
- Como circuitos integrados (CI), que son como "ciudades" diminutas de componentes electrónicos. En un solo chip, pueden tener desde unos pocos hasta miles de millones de estos dispositivos conectados entre sí.
Los materiales semiconductores son muy útiles porque podemos cambiar fácilmente su comportamiento. Esto se logra añadiendo pequeñas cantidades de impurezas, un proceso llamado dopaje.
La capacidad de un semiconductor para conducir electricidad puede controlarse de varias maneras:
- Aplicando un campo eléctrico o magnético.
- Exponiéndolos a la luz o al calor.
- Deformando ligeramente su estructura.
Por eso, los semiconductores pueden ser excelentes sensores. La electricidad se mueve en un semiconductor gracias a unas partículas muy pequeñas llamadas electrones y "agujeros" (que son como espacios vacíos donde debería haber un electrón). A estas partículas se les llama portadores de carga.
Cuando se "dopa" un semiconductor como el silicio con una pequeña cantidad de átomos de otras sustancias, como el fósforo o el boro, aumenta mucho el número de electrones o agujeros libres.
- Si un semiconductor dopado tiene muchos agujeros, se le llama de "tipo p" (la 'p' es por positivo, ya que los agujeros se comportan como cargas positivas).
- Si tiene muchos electrones libres, se le conoce como de "tipo n" (la 'n' es por negativo, por los electrones).
El proceso de dopaje se controla con mucha precisión en fábricas especiales para asegurar que los materiales tipo-p y tipo-n estén en el lugar y la cantidad correctos. Cuando se unen un semiconductor de tipo-n y uno de tipo-p, se forma una conexión especial llamada juntura p-n.
Contenido
¿Para qué se usan los dispositivos semiconductores?
Los transistores, que son un tipo de dispositivo semiconductor, son como los "ladrillos" básicos para construir circuitos electrónicos.
Circuitos digitales: ¿Cómo funcionan los transistores como interruptores?
En los circuitos digitales, como los que se encuentran en los microprocesadores de tu computadora o teléfono, los transistores actúan como interruptores que se encienden y apagan. Por ejemplo, en un tipo de transistor llamado MOSFET, un pequeño voltaje aplicado a una parte del transistor decide si el interruptor está encendido o apagado. Esto permite que la información se procese como ceros y unos.
Circuitos analógicos: ¿Cómo responden los transistores a señales continuas?
En los circuitos analógicos, los transistores no solo se encienden o apagan. Responden a una variedad continua de señales de entrada con una variedad continua de señales de salida. Piensa en ellos como reguladores de volumen. Los circuitos analógicos más comunes incluyen amplificadores (que hacen las señales más fuertes) y generadores de señales.
Circuitos de señal mixta: ¿Qué pasa cuando se combinan?
Algunos circuitos combinan lo mejor de ambos mundos: digital y analógico. Estos se llaman circuitos de señal mixta y son muy útiles para conectar diferentes partes de un sistema electrónico.
Dispositivos semiconductores de potencia: ¿Para qué sirven?
Los dispositivos semiconductores de potencia son componentes especiales, ya sean individuales o parte de un circuito integrado, diseñados para manejar grandes cantidades de corriente o voltaje. Algunos de estos circuitos integrados de potencia son tan avanzados que se les llama dispositivos de potencia "inteligentes". Varias empresas se especializan en fabricar estos componentes tan robustos.
Identificación de componentes
Los números de las piezas de los dispositivos semiconductores suelen ser diferentes para cada fabricante. Sin embargo, se han creado algunas normas para ayudar a identificar los tipos de dispositivos. Por ejemplo, para los dispositivos individuales, existen tres normas principales: JEDEC JESD370B en Estados Unidos, Pro Electron en Europa y Japanese Industrial Standards (JIS) en Japón.
Véase también
En inglés: Semiconductor Facts for Kids
- Generación y recombinación de portador
- Semiconductor intrínseco
