Dispositivos semiconductores

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Cronología

En 1833, Michael Faraday un físico británico quien descubrió que el sulfuro de plata tenia coeficiente negativo.

En 1835, se descubren las propiedades rectificadoras de los dispositivos de estado sólido.

En 1864, se hace un redescubrimiento de las propiedades rectificadoras de los dispositivos de estado sólido.

En 1904, se patenta el primer rectificador de estadosólido.

También en 1904 se patenta el primer diodo de vacío conocido como válvula de Fleming.

En 1907, el doctor Lee de Forest inventa su diodo de vació (audión).

En 1940, se inicia la investigación sería sobre los dispositivos de estado sólido.

En la navidad de 1947, se produce el primer amplificador de estado sólido (transistor) en los laboratorios de la compañía Bell (AT&T).

En1949, se propone la teoría para el transistor de unión.

En 1956, se concede el premio novel de física a los inventores del transistor.

En 1951, se construyo y demostró un modelo funcional del transistor de unión.

A fines de la década de los 50 se le entregó a los militares una computadora de bulbos que ocupaba 60000 pies2 (6231 m2 de espacio de suelo)


El diodo ideal

El diodoes un dispositivo electrónico, el más sencillo de los dispositivos semiconductores, pero desempeña un papel muy importante en los sistemas electrónicos. Con sus características, que son muy similares a las de un interruptor sencillo, aparece en una amplia variedad de aplicaciones, que van desde las más sencillas a las más complejas.

De manera ideal, un diodo conducirá corriente en la direcciónque define la flecha en el símbolo, y actuará como un circuito abierto en cualquier intento por establecer corriente en dirección opuesta.

Las características de un diodo ideal son aquellas de un interruptor que puede conducir corriente en una sola dirección.


Figura 4.1. Estado de conducción de un diodo ideal


Figura 4.2. Estado de no conducción de un diodo ideal

El átomode germanio tiene 32 electrones en órbita, mientras que el silicio tiene 14 electrones en varias órbitas. En cada caso, existen cuatro electrones en la órbita exterior (valencia). El potencial (potencial de ionización) que se requiere para movilizar cualquiera de estos cuatro electrones de valencia, es menor que el requerido por cualquier otro electrón dentro de la estructura. En un cristal purode germanio o de silicio estos cuatro electrones de valencia se encuentran unidos a cuatro átomos adjuntos como se muestra en la figura 4.3. para el silicio. Tanto el Ge como el Si son referidos como átomos tetravalentes, porque cada uno tiene cuatro electrones de valencia.

Una unión de átomos fortalecida por el compartimiento de electrones se denomina unión covalente.


Figura 4.3.Unión covalente del átomo de silicio
Se dice que los materiales semiconductores como el Ge y el Si, que muestran una reducción en resistencia con el incremento en la temperatura, tienen un coeficiente de temperatura negativo.

Mientras más distante se encuentre el electrón del núcleo es el estado de energía, y cualquier electrón que haya dejado a su átomo, tiene un estado de energía mayor quecualquier electrón en la estructura atómica.



Materiales semiconductores

El término semiconductor revela por sí mismo una idea de sus características. El prefijo semi suele aplicarse a un rango de niveles situado a la mitad entre dos límites.

El término conductor se aplica a cualquier material que soporte un flujo generoso de carga, cuando una fuente de voltaje de magnitud limitadase aplica a través de sus terminales.

Un aislante es un material que ofrece un nivel muy bajo de conductividad bajo la presión de una fuente de voltaje aplicada.

Un semiconductor, por tanto, es un material que posee un nivel de conductividad sobre algún punto entre los extremos de un aislante y un conductor.

Aunque se puede estar familiarizado con las propiedades eléctricas del...
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