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