Circuitos con diodos

Tema 2. Circuitos con Diodos. rev4

TEMA 2 CIRCUITOS CON DIODOS

Profesores: Germán Villalba Madrid Miguel A. Zamora Izquierdo
Departamento de Ingeniería de la Información y Comunicaciones Universidad de Murcia

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CONTENIDO • • • • • Introducción Conceptos básicos de semiconductores. Unión pn. Diodo real. Ecuación del diodo. Recta de carga. Diodoszener. Modelos del diodo
– Modelo del diodo ideal. – Modelo completo del diodo. – Modelo del diodo zener.

• Otros tipos de diodos. • Circuitos con diodos
– – – – Rectificadores. Filtrado. Circuitos recortadores. Circuitos fijadores. Circuitos lógicos con diodos.

• Estabilizadores de tensión zener. • Conmutación y comportamiento en alta frecuencia. Capacidades.
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INTRODUCCION • El diodo es el dispositivo electrónico más simple. Es un semiconductor de dos terminales (Ánodo y Cátodo) que ofrece una baja resistencia del orden de los m en una polarización y del orden de los G en la otra. Esto lo convierte en un componente adecuado como rectificador. • Eldiodo exhibe una relación no lineal entre la tensión entre sus terminales y la corriente que circula por él. En el análisis de circuitos con diodos, se pueden realizar algunas aproximaciones que faciliten la resolución del sistema. • Se estudian también algunos diodos de uso especial, como son los zener, LED, fotodiodos y Schottky. • Los diodos permiten desarrollar circuitos con distintasaplicaciones, destacando la rectificación, en cualquiera de sus variantes.

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CONCEPTOS BASICOS DE SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS • Materiales válidos para la fabricación de dispositivos electrónicos de estado sólido: silicio, germanio y arseniuro de galio. • Semiconductor Intrínseco(puro)
– Cada par de átomos forma un enlace covalente con cada uno de los cuatro átomos cercanos (disposición tetraédrica). Electrones de la capa de valencia (grupo 4). – A 0º K, no existen electrones libres. – A 300º K, los electrones libres permiten flujo de una corriente si se aplica una ddp. (Tiene mayor R que un conductor eléctrico). – Concentración de huecos (np) igual a concentración deelectrones libres (ni) en un material puro. – Ambos tipos de portadores contribuyen al flujo de corriente. – Generación: a mayor temperatura, mayor velocidad de generación de electrones libres y huecos (energía térmica). – Recombinación: el hueco y el electrón libre se combinan formando un enlace covalente. – La conductividad de un semiconductor intrínseco aumenta con la Tª.
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CONCEPTOS BASICOS DE SEMICONDUCTORES EXTRINSECOS
• Semiconductor Extrínseco (impurificado)
– Tipo N: impurezas donantes de electrones. Portadores mayoritarios (electrones); Portadores minoritarios (huecos). n = p + ND
• n concentración de electrones. • p concentración de huecos • Ndconcentración átomos donantes.

– Tipo P: impurezas aceptadoras de electrones (aportan huecos). Portadores mayoritarios (huecos); Minoritarios (electrones).
• Na concentración átomos aceptadores
NA + n = p

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Ley de acción de masas: en un tipo n, el valor de p se reduce (mayor
probabilidad de recombinación). Se cumple que el producto de la concentración de huecos por la de electrones libreses constante a una temperatura dada:
– En el material intrínseco:
pn = pi ni ⇒ pn = ni2 pi = ni

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UNION pn NO POLARIZADA
• • Una unión pn consiste en un único cristal semiconductor al cual se le han añadido impurezas de manera que se obtiene un zona p y otra n....