Diodo

CAPÍTULO 1: SEMICONDUCTORES
Los dispositivos de estado sólido son elementos pequeños pero versátiles que pueden ejecutar una gran variedad de funciones de control en los equipos electrónicos. Al igual que otros dispositivos electrónicos, son capaces de controlar casi instantáneamente el movimiento de cargas eléctricas.
Se los utiliza como rectificadores, detectores, amplificadores,osciladores, conmutadores, mezcladores, moduladores, etc. Su peso y tamaño son reducidos, son de construcción sólida y muy resistente mecánicamente lo que los hace libres de microfonismos y se los puede fabricar de manera que sean inmunes a severas condiciones ambientales.
Materiales semiconductores
Los dispositivos de estado sólido hacen uso de la circulación de corriente en un cuerpo sólido. Engeneral todos los materiales pueden clasificarse en tres categorías principales: conductores, semiconductores y aisladores.
Como su nombre lo indica, un material "semiconductor" tiene menor conductividad que un "conductor" pero mayor conductividad que un "aislador". Hasta hace algunos años el material más utilizado en la fabricación de semiconductores era el Germanio, luego fue reemplazado por elSilicio, material que sigue siendo utilizado actualmente. De cualquier manera en muchos circuitos todavía son utilizados diodos de germanio.
Resistividad
La aptitud de un material para conducir corriente (conductividad), es directamente proporcional al número de electrones libres del material. Se denomina electrones libres a aquellos que se encuentran en la órbita más externa del átomo y que estánunidos débilmente al núcleo del mismo, por no estar completa la cantidad de electrones correspondientes a dicha órbita. Los buenos conductores tales como la plata, el cobre y el aluminio, tienen gran cantidad de electrones libres. Su resistividad es del orden de unas pocas millonésimas de ohm-cm3.
Los aisladores tales como el vidrio, el caucho y la mica, que tienen muy pocos electrones unidosdébilmente al núcleo, tienen resistividades que alcanzan millones de ohm-cm3. El germanio puro tiene una resistividad de 60 ohms-cm3, mientras la resistividad del silicio puro es considerablemente mayor, del orden de los 60.000 ohm-cm3.
A estos materiales, cuando son utilizados para fabricar semiconductores, se le agregan impurezas para reducir su resistividad hasta un orden de aproximadamente 2ohm-cm3 a temperatura ambiente. Esta resistividad disminuye rápidamente a medida que aumenta la temperatura en el cuerpo del semiconductor.

Estructura atómica

Fig.1 - Atomo de Aluminio

- Electrones (Cargas negativas):
Cantidad Total = 13
(Cantidad en 1ª Capa = 2, Cantidad en 2ª Capa = 8, Cantidad en 3ª Capa = 3 )
Número Atómico = 13
- Núcleo formado por:
Protones (Cargas positivas):Cantidad = 13
Neutrones (Carga eléctrica neutra): Cantidad =14
Peso atómico = 27
La teoría electrónica explica que los átomos de todos los elementos están constituidos de forma similar a la del aluminio: un núcleo formado por protones y neutrones y girando alrededor de él, distribuidos en capas y cada uno en su órbita, (esta de forma elíptica), un número de electrones igual al número deprotones. Por ser la carga eléctrica de los ELECTRONES NEGATIVA y la de los PROTONES POSITIVA y además contar el átomo con la misma cantidad de cada uno de ellos, estas cargas se compensan entre sí dando como resultado un estado de carga eléctrica neutra en el átomo. Por estar la materia formada por átomos, también es neutra en su estado normal, es decir está equilibrada eléctricamente.
ElectronesLibres
Si fuera posible observar un grupo de átomos que conforman una molécula de aluminio, se vería que los electrones situados en la capa más externa (cantidad = 3) y que están débilmente ligados al núcleo, no permanecen constantemente en el mismo átomo, sino que erráticamente algunos de ellos saltan de átomo a átomo, por esta razón se los denomina Electrones Libres. La razón de la débil...