Diccionario de Electrónica
¿Qué es la Banda prohibida?
La "banda prohibida" (también conocida como "banda de energía prohibida" o "gap de energía") es un concepto fundamental en la teoría de la estructura electrónica de los materiales sólidos, especialmente en la física del estado sólido y la electrónica. Se refiere a un rango de energías en un material donde no se permiten estados electrónicos permitidos. Para comprender este concepto, es importante tener en cuenta cómo están organizados los electrones en los materiales sólidos.
En un átomo aislado, como el hidrógeno, los electrones ocupan niveles discretos de energía llamados "niveles de energía" o "orbitales". Sin embargo, cuando los átomos se unen para formar un material sólido, sus orbitales se combinan y se superponen, lo que da lugar a una estructura de bandas de energía.
Las bandas de energía se refieren a los niveles de energía permitidos para los electrones en un sólido. Hay dos tipos principales de bandas de energía:
-
Banda de valencia: Esta es la banda de energía más baja que contiene los electrones en los átomos que forman enlaces químicos en el sólido. Los electrones en la banda de valencia están fuertemente ligados a los átomos y no pueden moverse fácilmente a través del material.
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Banda de conducción: Esta es la banda de energía más alta que está por encima de la banda de valencia. Los electrones en la banda de conducción tienen energía suficiente para moverse libremente por el material y contribuir a la conducción eléctrica.
La banda prohibida se encuentra entre la banda de valencia y la banda de conducción. Es un rango de energías en el cual no hay estados electrónicos permitidos. En otras palabras, no hay electrones que puedan existir en esta región de energía en el material. Esto es importante porque la capacidad de un material para conducir electricidad o actuar como un aislante depende de la presencia o ausencia de electrones en esta banda prohibida.
La conductividad eléctrica de un material está relacionada con la capacidad de los electrones para moverse a través de él. En los aislantes, la banda prohibida es lo suficientemente grande como para evitar que los electrones en la banda de valencia pasen a la banda de conducción. En los conductores, la banda prohibida es pequeña o incluso inexistente, lo que permite que los electrones se muevan con facilidad de la banda de valencia a la banda de conducción.
Los semiconductores son materiales que ocupan una posición intermedia entre los conductores y los aislantes. Tienen una banda prohibida lo suficientemente pequeña como para permitir que los electrones salten de la banda de valencia a la banda de conducción con la adición de energía térmica o fotónica. Esto les permite ser utilizados en dispositivos electrónicos como transistores y diodos.
En resumen, la banda prohibida es un concepto esencial en la teoría de la estructura electrónica de materiales sólidos que influye en su capacidad para conducir electricidad y en sus propiedades electrónicas en general.
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9.- Banda lateral
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11.- Banda prohibida
12.- bandas laterales espurias
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27.- Biestable
28.- Binaural
29.- Bioelectrónica
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33.- Bloque
34.- Bobina
35.- Bobina de antena
36.- Bobina de inducción
37.- Bobina móvil
38.- Borrar
39.- Bot
40.- BPI
41.- Bucle
42.- Bucle abierto
43.- Bucle cerrado
44.- Bucle de servo
45.- Burótica u ofimática
46.- Bus
47.- Byte
48.- BJT
49.- Buffer
50.- Bridge
Diccionario electrónico
¿Qué es Código de Gray?
El Código de Gray, también conocido como código reflector o código de cambio unitario, es un sistema de codificación binaria en el que dos números consecutivos difieren en solo un bit. Fue propuesto por Frank Gray en 1947 y se utiliza comúnmente en aplicaciones electrónicas y de comunicación para reducir el error causado por la transición simultánea de múltiples bits en sistemas de conteo o representación.
En un sistema binario convencional, como el sistema binario natural, cada posición de bit representa una potencia de 2, y cambiar un bit de valor altera el valor total en esa potencia de 2. Por ejemplo, en el sistema binario natural, cambiar el bit más significativo (MSB) de 0 a 1 en un número de 3 bits cambiaría el valor de 4. Esto puede causar problemas en circuitos digitales sensibles a transiciones simultáneas, ya que múltiples bits cambian al mismo tiempo, lo que puede generar ruido, interferencias y errores.
El Código de Gray aborda este problema al garantizar que solo un bit cambie de estado entre dos números consecutivos. Esto reduce la posibilidad de transiciones simultáneas y, por lo tanto, minimiza los problemas asociados. Veamos un ejemplo para entender mejor cómo funciona el Código de Gray:
En un sistema binario natural de 3 bits, tenemos los números del 0 al 7:
| Decimal | Binario |
|---|---|
| 0 | 000 |
| 1 | 001 |
| 2 | 010 |
| 3 | 011 |
| 4 | 100 |
| 5 | 101 |
| 6 | 110 |
| 7 | 111 |
En el Código de Gray de 3 bits, los números correspondientes son:
| Decimal | Código de Gray |
|---|---|
| 0 | 000 |
| 1 | 001 |
| 2 | 011 |
| 3 | 010 |
| 4 | 110 |
| 5 | 111 |
| 6 | 101 |
| 7 | 100 |
Observa cómo en la transición de un número al siguiente, solo un bit cambia. Esto minimiza la posibilidad de errores debido a transiciones simultáneas de múltiples bits.
El Código de Gray es ampliamente utilizado en aplicaciones donde se necesita minimizar los problemas de ruido y errores en sistemas digitales, como en encoders rotativos, sensores de posición, sistemas de comunicación y en la lógica interna de circuitos digitales complejos. Su propiedad de cambiar solo un bit a la vez entre dos números consecutivos lo convierte en una herramienta valiosa para mejorar la confiabilidad y la estabilidad de los sistemas electrónicos.
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