TEMA 3. SEMICONDUCTORES

Instituto Tecnolgico de Chetumal

Nombre del alumno: Jorge Alfredo Garca Rosales

Trabajo: DielectricosUnidad 5

Carrera: Ing. Electrica

Materia: Tecnologia de los materiales

Grupo: 2 semestrePERMITIVIDAD Lapermitividad(o impropiamenteconstante dielctrica) es unaconstante fsicaque describe cmo un campo elctrico afecta y es afectado por un medio. La permitividad del vacoes 8,8541878176x10-12F/m.La permitividad est determinada por la tendencia de un material apolarizarseante la aplicacin de uncampo elctricoy de esa forma anular parcialmente el campo interno del material. Est directamente relacionada con lasusceptibilidad elctrica. Por ejemplo, en uncondensadoruna alta permitividad hace que la misma cantidad decarga elctricase almacene con un campo elctrico menor y, por ende, a unpotencialmenor, llevando a una mayor capacitancia del mismo.

Enelectromagnetismose define elcampo de desplazamiento elctricoD, como elcampo elctricoEmultiplicado por la permitividad elctrica del medio. De este modo elcampo de desplazamiento elctricoDslo es inducido por las cargas libres y no por la cargas dipolares. La relacin de ambos campos (para medios lineales) con la permitividad es

dondees unescalarsi el medio esistropoo untensorde segundo orden en otros casos.La permitividad, tomada en funcin de lafrecuencia, puede tomar valoresrealesocomplejos. Generalmente no es una constante ya que puede variar con la posicin en el medio, la frecuencia del campo aplicado, la humedad o la temperatura, entre otros parmetros. En unmedio no lineal, la permitividad puede depender de la magnitud del campo elctrico.La unidad de medida en elSistema Internacionales elfaradiopormetro(F/m). El campo de desplazamientoDse mide enculombiospormetro cuadrado(C/m2), mientras que el campo elctricoEse mide envoltiospormetro(V/m).DyErepresentan el mismo fenmeno, la interaccin entre objetos cargados.Dest relacionado con las densidades de carga asociada a esta interaccin.Ese relaciona con lasfuerzasy diferencias de potencial involucradas. La permitividad del vaco, es el factor de escala que relaciona los valores deDyEen ese medio.es igual a 8.8541878176...10-12F/m.

BOMBAS DE ENERGIA Unabomba atmicaes un dispositivo que obtiene una gran cantidad de energa explosiva conreacciones nucleares. Su funcionamiento se basa en provocar unareaccin nuclear en cadenadescontrolada. Se encuentra entre las denominadasarmas de destruccin masivay su explosin produce una distintiva nube con forma de hongo. La bomba atmica fue desarrollada porEstados Unidosdurante laSegunda Guerra Mundialgracias alProyecto Manhattan, y es el nico pas que ha hecho uso de ella en combate (en1945, contra las ciudades japonesas deHiroshima y Nagasaki).Su procedimiento se basa en lafisinde un ncleo pesado en elementos ms ligeros mediante el bombardeo deneutronesque, al impactar en dicho material, provocan unareaccin nuclear en cadena. Para que esto suceda hace falta usar ncleos fisibles o fisionables como eluranio-235 o elplutonio-239. Segn el mecanismo y el material usado se conocen dos mtodos distintos para generar una explosin nuclear: el de la bomba de uranio y el de la de plutonio.En este caso, a una masa de uranio llamada subcrtica se le aade una cantidad del mismo elemento qumico para conseguir una masa crtica que comienza a fisionar por s misma. Al mismo tiempo se le aaden otros elementos que potencian (le dan ms fuerza) la creacin de neutrones libres que aceleran la reaccin en cadena, provocando la destruccin de un rea determinada por laonda de choquedesencadenada por la liberacin de neutrones.

El arma de plutonio es ms moderna y tiene un diseo ms complicado. La masa fisionable se rodea de explosivos convencionales como elRDX, especialmente diseados para comprimir el plutonio, de forma que una bola de plutonio del tamao de una pelota de tenis se reduce casi al instante al tamao de una canica, aumentando increblemente la densidad del material, que entra instantneamente en una reaccin en cadena de fisin nuclear descontrolada, provocando la explosin y la destruccin total dentro de un permetro limitado, adems de que el entorno circundante se vuelva altamenteradiactivo, dejandosecuelasgraves en el organismo de cualquier ser vivo.TERCERA LEY DE COULOMB Laley de Coulombpuede expresarse como:La magnitud de cada una de las fuerzas elctricas con que interactan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y tiene la direccin de la lnea que las une. La fuerza es de repulsin si las cargas son de igual signo, y de atraccin si son de signo contrario.

La constante de proporcionalidad depende de la constante dielctrica del medio en el que se encuentran las cargas.Se nombra en reconocimiento del fsico francsCharles-Augustin de Coulomb(1736-1806), que la enunci en 1785 y forma la base de laelectroesttica.

La ley de Coulomb es vlida slo en condiciones estacionarias, es decir, cuando no hay movimiento de las cargas o, como aproximacin cuando el movimiento se realiza a velocidades bajas y en trayectorias rectilneas uniformes. Es por ello que es llamadafuerza electrosttica.En trminos matemticos, la magnitudde la fuerza que cada una de las dos cargas puntualesyejerce sobre la otra separadas por una distanciase expresa como:

CLASIFICACION DE LOS DIELECTRICOS

Estos materiales se comportan como aislantes a bajas temperaturas pero a temperaturas ms altas se comportan como conductores. La razn de esto es que los electrones de valencia estn ligeramente ligados a sus respectivos ncleos atmicos, pero no lo suficiente, pues al aadir energa elevando la temperatura son capaces de abandonar el tomo para circular por la red atmica del material.En cuanto un electrn abandona un tomo, en su lugar deja un hueco que puede ser ocupado por otro electrn que estaba circulando por la red.Los materiales semiconductores mas conocidos son: Silicio (Si) y Germano (Ge), los cuales poseen cuatro electrones de valencia en su ultimo nivel. Por otra parte, hay que decir que tales materiales forman tambin estructura cristalina.Hay que destacar que, para aadir energa al material semiconductor, adems de calor, tambin se puede emplear luz Como su nombre lo indica son materiales que pueden conducir electricidad, pero, digamos que les cuesta ms trabajo.

Los materiales semiconductores estn localizados en el grupo IV de la tabla peridica.

Estos se caracterizan por tener 4 electrones en su banda de valencia. Cuando estos materiales se "dopan" o se les aade otro elemento, se rompen los enlaces y se puede tener un exceso de electrones (material tipo N) o un exceso de huecos dnde se depositen estos electrones (material tipo P)

Estos materiales son muy importantes, ya que es a travs de ellos que fue posible la elaboracin de los primeros transistores (los que hoy ocupan las computadoras, celulares, etc).

Si tu aplicas un voltaje pequeo a estos materiales, no conducen electricidad, sin embargo, si les proporcionas el voltaje adecuado, los electrones de estos elementos pueden circular libremente a travs del material, generando un material conductor.8