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La electrónica en menos de un siglo ha
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avanzado con tanta rapidez gracias a que
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encontramos unos elementos que nosotros
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llamamos semiconductores.
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Con ellos hemos encontrado la
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combinación perfecta de un aislante y un
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conductor. Por esa razón, varios
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aparatos electrónicos en el mundo
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existen y funcionan. Los conductores y
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los aislantes, por separados, son de
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mucha importancia, ya que un conductor
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eléctrico es aquel material que ofrece
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poca resistencia al flujo de cargas. Y
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por otra parte, los aislantes son lo
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contrario de un conductor. Estos se
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resisten al paso de cargas eléctricas y
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las retienen. ¿Cómo un semiconductor
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logra esto? A la creación de este video
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existen estos 14 elementos, siendo
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silicio y germanio los más populares,
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pero en especial usamos mucho el
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silicio. La mayoría de los aparatos
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electrónicos que tenemos contienen chips
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de este material, ya que es un material
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muy abundante que encontramos fácilmente
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en la arena y tras un proceso industrial
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podemos obtener el silicio puro. Lo
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especial de estos elementos es la
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cantidad de electrones que contienen en
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su última órbita. Como varios de ellos
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comparten el mismo grupo en la tabla
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periódica, podemos conocer cuántos
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electrones se encuentran en su última
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órbita. Por ejemplo, el cardmio tendrá
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dos, el aluminio tendrá tres, el silicio
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tendrá cuatro, el fósforo cinco y el
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selenio seis. ¿De qué nos sirve saber
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esto? Estos elementos por sí solos no
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son tan especiales. Para poder usarlos
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tenemos que formar parejas. Y
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dependiendo de qué parejas formamos,
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estos podrán ser utilizados para hacer
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muchas cosas interesantes como leds,
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termistores, transistores y diodos,
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entre muchas otras cosas más. Tomemos el
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silicio de ejemplo, ya que es el más
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utilizado en la actualidad. Ese tiene
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cuatro electrones en su última órbita.
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Si agarramos muchos silicios y los
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juntamos en forma de red, estos cumplen
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la regla del octeto, la cual dice que
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los átomos tienden a completar sus
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últimos niveles de energía con una
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cantidad de ocho electrones para
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alcanzar la estabilidad y forman un
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enlace del cual llamamos covalente, lo
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cual significa que comparten electrones
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en su último nivel. Químicamente, esto
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es la perfección. Ahora, si a esta red
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de silicio estable le ponemos una
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batería y le inducimos un flujo de
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electrones, no pasará nada, puesto que
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los electrones de la batería no podrán
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moverse por la red debido a que los
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electrones en ella se encuentran muy
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unidos, por lo que no hay necesidad de
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andar vagando por ahí. En este caso, el
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silicio se comporta como un aislante.
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Para que el silicio deje de actuar como
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un aislante y se comporte como un
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conductor, tenemos que introducir
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impurezos al material. Existen dos
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maneras de hacer esto. Una de ellas es
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introduciendo electrones y la otra
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introduciendo huecos. A este proceso de
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agregar impurezas se le conoce como
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dopaje y solo podemos hacerlo con otros
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Volviendo a la red de silicio, si a la
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red la topamos con fósforo, el cual
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tiene cinco electrones, la red ahora
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tendrá enlaces de silicio fósforo y la
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regla del octeto se cumple. Pero ahora
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por cada unión tenemos un electrón libre
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y estos electrones estarán vagando por
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la red. Ahora, si ponemos una batería,
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los electrones vagos serán atraídos por
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el lado positivo de la batería y
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empezará el flujo de electrones. En este
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ejemplo, hemos dopado nuestra redones.
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Pero si la red de silicio la dopamos con
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un material como el boro, el cual tiene
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tres electrones, obtendremos uniones de
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silicio boro. Y ahora la regla del
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octeto no se cumple, porque donde
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tendríamos un electrón, ahora tenemos un
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hueco. Con esto nos referimos a que hay
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una ausencia de electrón. Entonces, lo
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que sucede es que los electrones en la
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red estarán moviéndose constantemente
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para tapar ese hueco, pero por más que
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se reacomoden los electrones, siempre
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existirá un hueco, de tal modo que va a
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parecer que el hueco es el que se mueve,
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pero en realidad no es así, porque lo
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único que se mueve es el electrón.
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Ahora, ¿qué pasa si le ponemos una
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batería a esta red? Bueno, los
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electrones seguirán siendo atraídos por
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el lado positivo y a su vez los
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electrones del lado negativo van a
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querer tapar los huecos, por lo que este
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movimiento hará posible el flujo de
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cargas. En este ejemplo hemos dopado
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Cuando no dopamos nuestra red con
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ninguna impureza, se conoce como
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semiconductor intrínseco, el cual es un
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semiconductor puro y a temperatura
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ambiente se comporta como un aislante.
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Eso también significa que el número de
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huecos y electrones es el mismo. Cuando
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dopamos nuestra red con electrones, se
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le conoce como semiconductor extrínseco
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tipo N. Y cuando la dopamos con huecos
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se le llama semiconductor extrínseco
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tipo P. La combinación de los
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semiconductores tipo N y P nos han dado
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los componentes de la electrónica con
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los cuales hemos podido lograr todo el
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mundo moderno en el cual vivimos hoy.
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