Si volem classificar els materials atenent a les seves propietats com a conductors de l’electricitat, en trobem de tres tipus diferents: conductors, semiconductors i aïlladors.
Els conductors condueixen el corrent elèctric amb facilitat perquè posseeixen resistivitats molt petites ( la resistivitat és la resistència que ofereixen els conductors al pas del corrent) de l’ordre de micro Ohms per metre. Per contra, els aïlladors no condueixen l’electricitat, excepte per a camps molt intensos i tenen resistivitats de l’ordre de peta Ohms per metre.
La zona intermèdia és la formada pels semiconductors, que tenen resistivitats entre els micro Ohms i els kiloOhms per metre. Aquesta resistivitat disminueix en augmentar la temperatura, al contrari que passa en els conductors. Aquests materials en condicions de gran puresa, tenen una conductivitat que s’anomena intrínseca i és deguda a la presència, en igual nombre, de dos tipus de portadors de càrrega: uns de negatius, els electrons i uns altres de positius que anomenen forats.
Els elements en blau són els semiconductors més comuns. Foto: Google.
Les propietats dels semiconductors es poden modificar fins a cert punt amb l’addició de petites quantitats d’ impureses. Si aquestes impureses són capaces de cedir electrons al material (electrons donadors), el material s’enriqueix en aquest tipus de portadors i s’obté el que s’anomena un conductor extrínsec de tipus n. Si al contrari s’introdueixen impureses capaces de captar electrons del medi material, el material guanya en portadors de càrrega positiva (forats) i s’obtenen els anomenats semiconductors intrínsecs de tipus p.
I, per a què fem servir aquests materials? Per exemple per a fabricar díodes, que són els dispositius semiconductors més simples i en base a en ells es poden entendre tots els que es van idear més tard. Els díodes tenen múltiples aplicacions com per exemple la conversió de corrent altern en continu (díode rectificador), els LEDS i les cèl·lules solars. Tot i que el més rellevant d’aquests dispositius que podem fabricar amb semiconductors siguin els transistors, que es fabriquen unint tres peces de material semiconductor. Els transistors són capaços de produir un senyal de sortida en resposta a un senyal d’entrada, funcionant com un interruptor de tensió i també amplificant un senyal. Aquest genial descobriment va valdre el premi Nobel de Física el 1956 a John Bardeen, Walter Houser Brattain i William Bradford Schottkley. Gràcies a ells avui en dia podem gaudir de les telecomunicacions!
Els inventors del transistor, als laboratoris Bell. Font:Google
Reviseu els nostres apunts sobre corrent altern aquí.
Campana de Gauss 