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Semiconductores, Estado sólido lo que necesitás saber

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Hola amig@s de T! estoy preparando un final sobre la física de los semiconductores/estado sólido y se me ocurrió compartir información y unos videos que nos mostraron en la facultad acerca de cómo se fabrican y cómo funcionan los semiconductores, sin ellos no habría el desarrollo tecnológico moderno, o tendríamos una realidad un tanto "steampunk" lleno de valvulas de vacío dispositivos mecanicos y máquinas de vapor (?)

La información escrita está recopilada de los apuntes de la cátedra Física del Estado Sólido de la carrera Ingeniería en Electrónica de la Universidad Nacional del Nordeste; al final del post hay enlaces de la conocida Wikipedia pero los que tengan Drive de google y quieran saber más a un nivel técnico puedo pasarles los apuntes ya que la información de la cátedra es de difusión libre no es piratería
Asimismo les recomiendo para un conocimiento avanzado el libro Electrónica Integrada-Millman Halkias ed Hispanoeuropea.

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Semiconductores

A grandes rasgos podemos definir los materiales como Aislantes eléctricos (no permiten el paso de corriente) y conductores electricos(los metales, permiten el paso de corriente)
Los semiconductores (Silicio Germanio galena Arseniuro de galio etc) son metales puros y/o aleaciones que tienen una resistividad intermedia a los metales y aislantes, y cuya conductividad mejora exponencialmente al someterse a fuentes de luz/calor.

Semiconductores, Estado sólido lo que necesitás saber

ciencia

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¿para qué sirven?

Los semiconductores se utilizan en la fabricación de celdas fotovoltaicas, diodos rectificadores, LEDs, transistores, microchips, microprocesadores y microcontroladores, discos de estado sólido resistores y capacitores de montaje superficial etc...

Hicieron posible la aparición de los ordenadores portátiles, son la base de la microelectrónica, aceleraron la miniaturización, contribuyeron a la mejora de los transmisores/receptores de telecomunicación, al ser fabricados en serie su costo es relativamente bajo y presentan mejor estabilidad con el uso.

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Fisica del Estado sólido

Recibe este nombre el estudio de la conducción eléctrica de ciertos materiales y dispositivos entendiendo por sólido a una sustancia ordenada regularmente con interacciones electrónicas de corto medio y largo alcance (estructura regular oredenada que permite el flujo de electrones en todas direcciones). Basicamente interesan los semiconductores dotados de impurezas n y p

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Historia

Paradójicamente, primero se trató de estudiar el estado sólido pero la tecnología de la epoca era limitada, luego se descubren las válvulas de vacío o termoiónicas y en un momento posterior el avance tecnológico nos devuelve a la vanguardia de estado sólido, la época dorada del Silicio

1834-Los primeros estudios en semiconductores documentados datan de 1834, cuando Faraday observó que ciertos metales al ser iluminados se volvían mejores conductores
fisica
-diodo de galena-

1874-Ferdinand Braun fisico alemán de 24 años, estudiaba las características de cristales y electrolitos en la universidad de Würzburg cuando probó que un cristal de galena (mineral del Plomo) con una punta metalica delgada conducía la corriente eléctrica en un solo sentido; había descubierto el efecto rectificador de ciertas uniones de cristales/metales, podríamos llamar el primer diodo de contacto.
semiconductores
-Válvula de vacío 12ax7-

1884- Edison patenta su "descubrimiento" el "efecto edison" dando paso a la aparición del diodo o válvula de vacío posteriormente aparecerían el triodo, tetrodo y pentodo. El diodo de vacío consiste en una bombilla con un filamento y una placa metálicas sometidos a una alta diferencia de potencial o alto voltaje, al calentarse el filamento emite electrones que chocan contra la placa atraídos por su potencial positivo dando lugar a una corriente unidireccional

1916-Jan Czochralski desarrolla (accidentalmente) un método para crear monocristales metalicos, que va perfeccionando.
estado solido
-transistores-
1947- Bardeen, Brattain y Shockley desarrollan el transistor bipolar en los laboratorios Bell

1959-Jack Kilby desarrolla el primer circuito integrado o microchip que constaba de seis transistores de germanio.
Semiconductores, Estado sólido lo que necesitás saber
-circuito integrado desarrollado por Jack Kilby-


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Fabricación de los semiconductores y dispositivos

Se utiliza el método de czochralski (se lee zokralski masomenos). El fin es lograr lingotes de materiales monocristalinos ordenados definidamente en los vídeos se explica el proceso. Basicamente se calienta el material semiconductor amorfo (puede ser silicio o germanio) en un crisol de cuarzo hasta que funde, se le agrega una "semilla" un pequeño cristal ordenado del mismo material así el metal fundido repite ese ordenamiento para lograr una barra de semiconductor con una estructura regular perfectamente definida.

Un video medio viejito y extenso, medio denso pero super útil

link: https://www.youtube.com/watch?v=6AOdvdVnaI4

Este vídeo es más actual pero el audio está en inglés, es más cortito

link: https://www.youtube.com/watch?v=aWVywhzuHnQ

BUENO ESTO FUÉ TODO NIVEL X POR HOY ESPERO QUE LES HAYA GUSTADO, Y HAYAN APRENDIDO ALGO NUEVO/ÚTIL, LO HICE A LAS APURADAS CUALQUIER ERROR/INQUIETUD SOBRE EL TEMA HAGANLA SABER. MAS ADELANTE PUBLICO MAS POSTS SOBRE ELECTRONICA TEORIA PROYECTOS ETC. AGRADEZCO SU TIEMPO PUNTOS Y COMENTARIOS

BUENAS NOCHES AMÉRICA UN ABRAZO Y GRACIAS TOTALES !!!!!!!!!!!!!

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3 comentarios - Semiconductores, Estado sólido lo que necesitás saber

braamil +1
Aguante los superconductores vieja
ZeKu_
de una vieja a superconducir que no me importa nada!
fjacre +1
Muy buen artícul o instructivo entre tantas estupideces.-
ZeKu_
Gracias por pasar y por la buena onda !
GusSalta1974 +1
Muy bueno tu aporte, segui publicando.
ZeKu_
me alegro que fué de tu agrado, gracias por pasar y por la buena onda!