Conductividad eléctrica

Una diferencia cuantitativa fundamental entre conductores, semiconductores y aislantes es la mayor o menor facilidad que presentan al paso de la corriente eléctrica, es decir, la conductividad que presentan los materiales.

En la tabla siguiente podemos observar el orden de magnitud de la conductividad para materiales aislantes, semiconductores y conductores.

Los semiconductores típicos puros, germanio y silicio, tienen conductividades que les situarían próximos a los aislantes. Pero si introducimos pequeñas cantidades, del orden de millonésimas partes, de otros elementos, su conductividad puede aumentar y situarse próxima a la de los conductores. A esta modificación de los semiconductores puros, se le denomina dopado, y se describirá con detalle más adelante.

Variación de la conductividad con la temperatura

En las gráficas de la figura podemos ver como para el cobre, al igual que todos los conductores, a temperaturas bajas la conductividad es grande, y disminuye al aumentar la temperatura, aunque manteniéndose en el mismo orden de magnitud. Sin embargo, en el germanio, como en todos los semiconductores puros, a temperaturas muy bajas la conductividad es prácticamente nula, y aumenta considerablemente al aumentar la temperatura.

Para el caso de semiconductores dopados se observa una variación de la conductividad con la temperatura diferente al caso de un semiconductor puro. En la gráfica de la Figura 8-4 se compara la conductividad del Si puro con la del Si dopado con dos concentraciones de impurezas diferentes. En el Si con impurezas se observa como a temperaturas muy bajas (próximas al cero absoluto) se produce un aumento brusco de la conductividad, después se mantiene constante, y aparece un nuevo aumento de la conductividad a temperaturas más altas análogo al caso del Si puro..

Variación de la conductividad con la iluminación del material

Cuando se ilumina un semiconductor con una radiación luminosa de energía variable se observa que la conductividad del material varía tal y como muestra la gráfica de la figura. En dicha gráfica observamos dos aspectos destacables:

1. Es necesario un valor mínimo de energía de los fotones para que la conductividad del material iluminado varíe, observando además en esa energía de los fotones un salto brusco en la conductividad.

2. Una variación en la energía de los fotones proporciona una variación en la conductividad del material.

Al realizar la misma experiencia con un material conductor, no se observa variación de la conductividad en función de la energía de los fotones.