Articulo mecanica cuantica en transistoes

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  • Publicado : 6 de junio de 2011
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MECANICA CUANTICA EN TRANSISTORES
Oscar Torres, Luis Galán.

Abstract— in the following paper we will learn some important concepts in electrical engineering such as quantum mechanics, more precisely semiconductor transistors.

Resumen—En el siguiente documento vamos a conocer algunos conceptos de gran importancia en la ingeniería electrónica como lo es la mecánica cuántica ensemiconductores mas precisamente en los transistores.

INTRODUCCION

La mecánica cuántica es una de las ramas principales de la física la cual explica el comportamiento de la materia y la energía. Su aplicación es el desarrollo de muchas tecnologías, como por ejemplo los transistores, componentes masivamente utilizados, en prácticamente cualquier aparato que tenga alguna parte funcional electrónica. Lamecánica cuántica se describe, cómo cualquier sistema físico, y existe en una diversa y variada multiplicidad de estados, los cuales habiendo sido organizados matemáticamente por los físicos, son denominados auto estados de vector y valor propio. De esta forma la mecánica cuántica puede explicar y revelar la existencia del átomo y los misterios de la estructura atómica tal como hoy son entendidos;fenómenos que la física clásica, o más propiamente la mecánica clásica, no puede explicar debidamente.

MECANICA CUANTICA EN TRANSISTORES

En la actualidad existen cosas que no se tiene en cuenta o se olvidan, analizando que gracias a ellas hemos tenido evolución tecnológica e intelectual. Un ejemplo muy claro es la mecánica cuántica generando un gran cambio en nuestra sociedad, observamoslo increíblemente decisivo y asombroso que ha sido un dispositivo llamado transistor.

A mediados del siglo pasado el transistor empezó a sustituir el tríodo el cual es una válvula electrónica de tres electrodos. El transistor básicamente cumplía la misma función pero el tríodo necesitaba un consumo más alto de energía para poder energizar totalmente su cátodo, el cual desprendería electrones queeran canalizados hacia el ánodo y regulados por una rejilla.

Además necesitaba una capsula de vidrio con un gas inerte. Que ayudaba a proteger y conservar en buen estado los electrodos pero su funcionamiento solicitaba demasiada tensión convirtiéndolo en un instrumento electrónico muy peligroso, abriéndole campo al transistor que conocemos actualmente.
El transistor se convirtió en unaevolución muy buena por su bajo consumo, fiabilidad, sus tensiones bajas y algo muy importante a nivel industrial que es su tamaño más compacto.

Hablando más de su funcionamiento interno diríamos que en un semiconductor normalmente en silicio, se generan dos regiones con impurezas N, colector y emisor siendo capaces de producir un exceso de electrones creando una región llamada P conocida como labase.

Aplicándole una pequeña corriente eléctrica en los transistores conocidos como bipolares, o una pequeña tensión en los de efecto de campo, en la base P se consigue que en las dos regiones N se genere una corriente elevada.

Con una pequeña señal, en el electrodo de la base conseguiremos grandes señales entre los dos electrodos de potencia conocidos como emisor y colector, teniendoperfectamente claro que esto ocurre en los transistores tipo NPN y si las impurezas de los diodos de potencia son P este transistor lo llamaremos PNP. Siendo muy útil como amplificador de señales y pudiéndose usar como conmutador dejando pasar, o no, la señal en los computadores.

En la mecánica cuántica sabemos que los semiconductores son materiales con una gran separación entre los dos estadoscuánticos, que son constituidos a lo largo de toda la red cristalina, llamada banda de valencia o nivel energético de la última capa de electrones del átomo, y la banda de conducción. Con la señal aplicada en la base se consigue que los dos estados cuánticos se acerquen permitiendo que los electrones pasen a la banda superior y se comporten como un material conductor.

Los avances más importantes...
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