Resistencia LDR (Fotorresistor)

• La resistencia varía según la radiación luminosa que incide en su superficie (a mayor luminosidad, menor resistencia).

Está compuesto por una gran cantidad de electrodos muy cercanos dispuestos sobre un material inerte, entre los cuales se deposita material fotosensible.

• Con luz: La energía de la radiación es absorbida por la red cristalina, liberando electrones y aumentando la conductividad.
• Sin luz: Los electrones permanecen firmemente unidos a los átomos de la red, resultando en una alta resistencia y baja conductividad.

Los materiales fotosensibles comunes incluyen sulfuro de talio, sulfuro de cadmio, seleniuro de cadmio y sulfuro de plomo.

Resistores NTC y PTC (Termistores)

Resistores NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo)

• Poseen un coeficiente de temperatura negativo (la resistencia disminuye al aumentar la temperatura).
• Su resistencia se puede describir aproximadamente por la ecuación: R = A ⋅ e^(B/T) (donde A y B son constantes, y T es la temperatura absoluta). (Fórmula a completar/revisar)
• Se utilizan óxidos de metales de transición del grupo del hierro, como óxidos de níquel o cobalto, a menudo combinados con óxido de litio.

Resistores PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo)

• Poseen un coeficiente de temperatura positivo (la resistencia aumenta al aumentar la temperatura).

Semiconductores

• Generan portadores de carga de ambos signos (electrones y huecos).
• Su conductividad varía significativamente según ciertas condiciones, como la temperatura o la presencia de impurezas.

La energía de la banda prohibida (Eg) es relativamente pequeña, lo que significa que la energía necesaria para que los electrones pasen de la Banda de Valencia (BV) a la Banda de Conducción (BC) es baja. Esta energía puede ser aportada, por ejemplo, por un aumento de temperatura.

Semiconductores Intrínsecos o Puros

• Los electrones de valencia están fuertemente ligados al núcleo, lo que resulta en una baja conductividad a bajas temperaturas.
• Cuando la temperatura se eleva, los electrones que pasan a la Banda de Conducción (BC) dejan un hueco en la Banda de Valencia (BV), el cual puede ser llenado por otro electrón de la BV (con niveles de energía más bajos).
• El número de huecos es igual al número de electrones libres.

Semiconductores Extrínsecos o Dopados

Tipo N (Donadores)

• Se le añaden impurezas pentavalentes (ej. Fósforo, Arsénico), que desplazan a un átomo de la red cristalina. Cuatro de sus electrones forman enlaces covalentes, dejando uno libre.
• Este electrón libre constituye un portador de carga mayoritario.
• Se necesita mucha menos energía para desligar este electrón que para romper un enlace covalente, lo que genera un nivel de energía extra cercano a la banda de conducción.
• Aumenta significativamente el número de electrones libres y disminuye el de huecos.

Tipo P (Aceptores)

• Se le añaden impurezas trivalentes (ej. Boro, Aluminio), por lo que el cuarto enlace covalente queda incompleto, constituyendo un hueco.
• Este hueco actúa como un portador de carga mayoritario positivo.
• Se genera una banda de energía extra cercana a la banda de valencia, ya que se necesita muy poca energía para que un electrón de la BV ocupe este hueco, generando así más huecos.
• Aumenta significativamente el número de huecos y disminuye el de electrones libres.
• En ambos tipos (N y P), las impurezas aumentan la conductividad y determinan la predominancia de electrones libres o huecos.

Generadores de Diferencia de Potencial (DDP)

Acción Fotovoltaica

Existen elementos que, al incidir radiación luminosa sobre ellos, generan una diferencia de potencial (DDP). Un ejemplo es el silicio, donde un fotón de luz choca contra un electrón de valencia, comunicándole suficiente energía para romper su enlace, generar una separación de cargas y, por ende, una DDP.

Acción Térmica (Efecto Seebeck)

Si se calienta la unión de dos metales distintos, se genera una separación de cargas (DDP) que depende de la temperatura y la electropositividad de los metales.

Presión Mecánica (Efecto Piezoeléctrico)

Hay elementos denominados piezoeléctricos (como el cuarzo) que, al ser sometidos a esfuerzos mecánicos, generan una diferencia de potencial.

Inducción Electrostática

Se separan cargas eléctricas superficiales de diferentes materiales mediante rozamiento (efecto triboeléctrico).

Inducción Magnética

Cuando las líneas de campo de un imán cortan a un conductor eléctrico, aparece una DDP en los extremos del conductor, que depende de la velocidad relativa del imán respecto al conductor (Ley de Faraday).

Generación Electroquímica

Si al agua se le agrega algún hidróxido, ácido o sal (para hacerla conductora) y se le aplica un campo eléctrico o una DDP, las moléculas de los compuestos se disocian formando iones, generando así una corriente eléctrica.

Clasificación de Materiales: Conductores y Aislantes

Conductores de Primera Especie (Metálicos)

• Permiten el paso de la corriente eléctrica sin modificar sus propiedades químicas.
• Poseen una estructura cristalina compacta.
• El diámetro atómico es mayor que la distancia que separa los átomos.
• Las últimas órbitas se solapan con las de los átomos vecinos, y los electrones de valencia rompen su enlace atómico, quedando como portadores de carga libres (electrones de conducción).

Conductores de Segunda Especie (Electrolíticos)

• Sufren un cambio de estado químico al pasar una corriente eléctrica (electrólisis).
• No requieren energía externa para generar portadores de carga (iones).

Aislantes

• Las distancias interatómicas son mayores que el diámetro atómico.
• La estructura atómica es más rígida, lo que dificulta el desprendimiento de electrones.
• La energía necesaria para que un electrón pase de la Banda de Valencia a la Banda de Conducción (energía de la banda prohibida) es muy grande, superando lo que puede aportar un campo eléctrico común.

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