Esempi di materiali semiconduttori elettrici, tipi e caratteristiche

Bene, siamo lieti di vederti qui, nell’articolo troverai: Esempi di materiali semiconduttori elettrici, tipi e caratteristiche.

I materiali conduttori e isolanti includono semiconduttori. In questo articolo scopriremo il suo comportamento unico.

Cos’è un materiale semiconduttore?

A differenza dei materiali isolanti, così come dei conduttori, I materiali semiconduttori hanno un duplice comportamento: Possono essere conduttori o isolanti, a seconda del campo elettrico che li contiene o di dove si trovano.

La sua origine può essere naturale oppure può essere generata da processi industriali. Allo stesso modo, all’interno degli elementi naturali, i semiconduttori Possono essere metalli, non metalli o elementi metalloidi. (a seconda delle particelle con carica elettrica negativa o positiva, reagirà come un non metallo o un metallo, a seconda di quale dei due corrisponde).

Tipi di materiali semiconduttori

Le tipologie di materiali di questa categoria possono essere suddivise in base alla loro provenienza, da cui derivano le seguenti tipologie:

semiconduttori intrinseci

Come il nome suggerisce, la sua capacità di semiconduttore è intrinseca al materiale allo stato puro. Ciò non significa uno stato naturale, ma piuttosto che, nonostante lo stato naturale, deve essere puro, senza contenere altri tipi di atomi o impurità nella sua struttura che impediscono la conducibilità.

semiconduttori intrinseci

A differenza dei precedenti, questo tipo di semiconduttore dipende dall’impurità del materiale per aumentarne la capacità isolante e conduttiva. Il processo attraverso il quale si genera l’aggregato di impurità è chiamato in gergo “doping”.

Le sostanze che vengono utilizzate come impurità per modificare la corrente elettrica sono generalmente sostanze di natura trivalente o pentavalente, in quanto queste, avendo nell’ultimo strato da tre a cinque elettroni, hanno un’elettronegatività relativa, essendo in grado di attrarre elettroni o rilasciare elettroni, isolare o favorire il passaggio dell’elettricità, a seconda del campo elettrico.

Esempi di materiali semiconduttori elettrici, tipi e caratteristiche
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Semiconduttori di tipo P

In questo tipo di semiconduttore vengono aggiunti atomi o impurità trivalenti; in questi tipi di semiconduttori viene scelta la creazione del foro (atomi ionizzati, caricati positivamente per mancanza di un elettrone), che li rende materiali conduttivi, ma con carica positiva.

semiconduttori di tipo n

I semiconduttori di tipo N funzionano aggiungendo sostanze dello stesso tipo dei tipi P: impurità in forma trivalente o come atomi. Tuttavia, la conduzione e l’isolamento in questi tipi di materiali funzionano aggiungendo elettroni da queste sostanze alla corrente elettrica.

Esempi di materiali semiconduttori

  • polimeri: Questo tipo di macromolecole complesse, oltre ad essere meglio conosciute come cattivi conduttori e utilizzate in attività come l’isolamento dei cavi o la creazione di resine, possono essere utilizzate come semiconduttori aggiungendo impurità.
  • Selenio: Questa sostanza appartiene alla famiglia dei non metalli, essendo vicina a materiali come il fosforo e lo zolfo, con i quali condivide lo stesso carattere duale nella sua elettronegatività.
  • Incontro: I suoi atomi hanno un comportamento trivalente e pentavalente simultaneamente, a seconda del materiale con cui interagisce e della sua elettronegatività. Questo lo rende un semiconduttore duttile e ampiamente utilizzato.
  • Alluminio: Nonostante sia noto come metallo, l’alluminio, in presenza di metalli meno elettronegativi come sodio, potassio, calcio o magnesio, tra gli altri, acquisisce il comportamento di un non metallo. Per questo è conosciuto come metalloide e questa proprietà, unita alla sua attività trivalente, lo rende un ottimo semiconduttore.
  • Naftalene: Comunemente nota come naftalene, questa sostanza organica è volatile a temperatura ambiente, sebbene sia prodotta anche bruciando tabacco o legna. Nella sua forma solida è di colore bianco, con proprietà semiconduttive come un catalizzatore per la corrente elettrica.
  • Zolfo: Questo solido dall’aspetto giallo viene utilizzato come semiconduttore per i processi di rettifica elettrica aggiungendo acqua per convertirlo in solfuro acido e quindi impurità di pirite o galena.
  • Antimonio: È una delle sostanze semiconduttrici più utilizzate attualmente per la produzione di rivelatori a infrarossi, diodi o leghe che richiedono questo ampio comportamento elettrico.
  • Antracene: Questo semiconduttore è di origine organica ed è utilizzato in applicazioni energetiche, come i rilevatori di fotoni, nonché come drogante per materie plastiche che richiedono l’acquisizione del comportamento elettrico.
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Funzione di un materiale semiconduttore

Le funzioni di questo tipo di materiale sono molteplici, poiché ha un doppio carattere possono essere usati come conduttori o isolanti, in base alle esigenze dell’applicazione. Alcune delle funzioni più importanti sono:

  1. memorizzazione delle informazioni: I semiconduttori sono utilizzati nei computer e in tecnologie simili come i transistor ad effetto di campo, che aiutano a conservare e archiviare i dati.
  2. termometri: Per uso industriale o manifatturiero, il semiconduttore viene utilizzato all’interno di sensori, programmati per rilevare temperature impreviste o rischiose per il luogo o il campo in cui sono installati.
  3. Raddrizzatori: Nelle connessioni elettriche di tipo alternato, l’unione di semiconduttori di tipo p e di tipo n crea la tensione necessaria, prodotto dello squilibrio tra l’addizione di elettroni e la creazione di lacune (cariche negative libere con lacune di cariche positive).
  4. amplificatori: A causa del loro comportamento elettrico basato sulla loro composizione elettronica, i semiconduttori fungono da amplificatori di corrente elettrica a bassa intensità.
  5. rivelatori: I semiconduttori sono materiali in grado di rilevare segnali radio, il che li rende ideali per l’uso in attività navali, marittime o come parte di navi.
  6. trasduttori: I materiali semiconduttori collaborano con la pressione, aumentando così la conducibilità nei sistemi elettrici quando necessario.
  7. transistor: Un’altra funzione di questi materiali è quella di interrompere o amplificare l’elettricità nei sistemi di elaborazione dei computer.

Caratteristiche di un materiale semiconduttore

Questo tipo di materiale può essere comportamento elettronegativo (cioè attrae gli elettroni), così come può acquisire queste proprietà attraverso l’aggiunta di impurità. Inoltre, sostanze conduttive possono diventare semiconduttori attraverso impurità che impediscono il passaggio di energia, come gli isolanti.

Inoltre, i semiconduttori possono aumentare la loro conduttività con un altro processo oltre al drogaggio: Aumento della temperatura o aumento dell’illuminazione a cui sono esposti.

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Trova ulteriori informazioni in questo video:

https://www.youtube.com/watch?v=sHZO08x-ZI8

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