TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA CONDUCTORES I
PROPIEDADES DE LOS CONDUCTORES
• Eléctricas (*)
• Conductividad
• Movilidad
• Resistividad/Resistencia
• Mecánicas
• Límite elástico
• Carga de rotura
• % de alargamiento
• Dureza
• Resistencia al desgaste
• Físicas
• Densidad
• Homogeneidad
• Conductividad térmica (*)
• Químicas
• Resistencia a agentes químicos
• Resistencia a la oxidación
TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA CONDUCTORES II
• Metalúrgicas
• Temperatura de fusión
• Fluidez
• Soldabilidad
• Comerciales
• Precio
• Aprovisionamiento
• Transporte
Propiedades eléctricas
Movilidad :
“Capacidad de moverse que tienen los portadores de carga”
La movilidad depende de :
• Estructura del material (red cristalina)
• Temperatura
• Fallos en el cristal (dislocaciones, roturas, etc)
Si la temperatura aumenta, se incrementa la vibración de la red cristalina, y con ello la probabilidad de choque de los portadores. Por consiguiente, disminuye la movilidad.
TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA CONDUCTORES III
Conductividad :
“Capacidad de desplazamiento de los portadores de carga bajo la acción de un campo externo”
n = nº de portadores por unidad de volumen
e = carga del electrón
m = masa del portador de carga
= tiempo medio entre choques
Relación entre conductividad y movilidad
Queda:
donde es la velocidad media que adquieren los portadores entre choques.
12
)·( ;·· m
m
en
E
v
m
e
vmeEameE
eEF
amF
·
··.·
·
·····
·· enE
ven
m
een
Ev
TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA CONDUCTORES IV
Resistividad
Es la inversa de la conductividad. Empíricamente se deduce la dependencia con la temperatura:
Generalmente se toma sólo el polinomio de grado uno:
Elementos de cálculo
Volumen:
Velocidad de portadores:
Carga contenida en el volumen:
···1)( 320 TTTT
Tt 1)( 0
dxdAdV
ddx
v
ddAvendVendQ
TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA CONDUCTORES V
Corriente:
Densidad de corriente:
Usando la definición de velocidad media llegamos a la ley de Ohm:
La ley de Ohm da la densidad de corriente que circula por un conductor en función de la conductividad (que depende de las propiedades del material y de la temperatura) y en función del campo eléctrico externo aplicado.
La ley de Ohm se puede escribir en función de diversos parámetros:
dAvend
dQi
vendA
ij
EEenj
TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA CONDUCTORES VI
Suponga un conductor de sección A y longitud L, sometido a una deferencia de potencial entre sus extremos.
La expresión que relaciona el campo eléctrico con el potencial es
Operando:
Usando la expresión de la ley de Ohm:
Despejando:
Donde se define la Resistencia del conductor:
Energía disipada en el conductor:
B
A
AB
x
x
B
A
dxEVVdrEdVrdEdVB
A
.
L
VV
xx
VVE BA
AB
BA
A
I
L
VVEj BA
1
R
V
A
LV
L
VAI ABABAB
L
A
dxR
0
32 W/mEEjEnergía
TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA CONDUCTORES VII
Ley de Ohm térmica:
Donde
TA es la temperatura de la fuente de calor
TB es la temperatura del medio disipador
Rth es la resistencia térmica entre fuente-medio
P es la potencia a disipar en Watt.
PRTT thBA