Fisica De Dispositivos Electronicos

Fundamentos de Electrónica

Departamento de Tecnoloxía Electrónica

FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA
2º Curso de Grao en Enxeñaría Eléctrica

Tema 1: Física de dispositivos

Profesores:

Alfonso Lago Ferreiro

Ana María Cao Paz

Fundamentos de Electrónica

Departamento de Tecnoloxía Electrónica

O díodo de unión:
•
•
•
•
•
•
•
•
•

Conceptos fundamentais.
Introdución áfísica do estado sólido: semicondutores.
A unión P-N en equilibrio.
A unión P-N polarizada directamente.
A unión P-N polarizada inversamente.
Díodo ideal e díodo real.
Modelos do díodo.
Manexo das follas características.
Díodos especiais.

1.2

Fundamentos de Electrónica

Departamento de Tecnoloxía Electrónica

Conceptos fundamentais:
• Modelo atómico de Bohr:
– O átomo concíbesecomo un pequeno sistema solar formado por
un núcleo central, cargado positivamente, arredor do cal xiran,
en órbitas elípticas ou circulares diferentes, unha serie de
partículas elementais (electróns) con masa m e carga eléctrica q
» m = 9,11·10-31 kg.
» q = 1,6·10-19 coulomb.

– Un átomo dise neutro cando a carga positiva do núcleo é igual
ao número de electróns dispostos arredor do mesmode forma
similar a como están dispostos os planetas arredor do sol.
– Os electróns móvense en distintos orbitales (chamados capas)

1.3

Fundamentos de Electrónica

Departamento de Tecnoloxía Electrónica

Conceptos fundamentais:
• Distribución das capas:
Números cuánticos

Nome do nivel

Número de estados

n

l

m

ms

1

0

0

±1/2

1S

2

2

0

0±1/2

2S

2

2

1

-1
0
+1

±1/2
±1/2
±1/2

2P

6

3

0

0

±1/2

3S

2

1

-1
0
+1

±1/2
±1/2
±1/2

3P

6

2

-2
-1
0
+1
+2

±1/2
±1/2
±1/2
±1/2
±1/2

Nome da capa

3

3

K

L

M
3D

10

1.4

Fundamentos de Electrónica

Departamento de Tecnoloxía Electrónica

Conceptos fundamentais:

• Exemplo de átomo de cobre:•Orbitais estables (1):
– O núcleo positivo atrae aos electróns dos
orbitais que se manteñen nas súas órbitas
debido á forza centrífuga creada polo seu
movemento circular.
– O orbital é estable cando a forza centrífuga e
a forza de atracción do núcleo son iguais.
– Canto máis afastada é a órbita do electrón,
menor é a atracción do núcleo. O electrón
móvese máis lentamente é a forza centrífugaé
menor.

1.5

Fundamentos de Electrónica

Departamento de Tecnoloxía Electrónica

Conceptos fundamentais:
•Parte interna do núcleo:
– En electrónica, o único que importa é o orbital exterior chamado
orbital de valencia.
– A parte interna do átomo considérase como o núcleo máis todos os
orbitais internos
– Exemplo cobre:

• Electrón libre:
– Posto que a atracción entre a parteinterna e o electrón de valencia é
moi feble, unha enerxía externa pode fácilmente arrincar este electrón
do átomo de cobre.
– Por iso ao electrón de valencia chámaselle electrón libre.
1.6

Fundamentos de Electrónica

Departamento de Tecnoloxía Electrónica

Conceptos fundamentais:
• Material condutor:
– É aquel no que a enerxía máis pequena pode facer que os electróns libres
móvansedun átomo ao seguinte.
– Posúen menos de 4 electróns de valencia
– Principais condutores: prata, cobre e ouro.

• Material illante:
– É aquel no que se necesita unha elevada enerxía para que os electróns
libres móvanse dun átomo ao seguinte.
– Posúen máis de 4 electróns de valencia.
– Principais illantes: diamante, vidro.
– No existen materiais illantes perfectos. Presentan unharesistencia eléctrica
2,5x1024 veces maior que os condutores.

• Material semicondutor:
– É aquel que presenta propiedades eléctricas entre as dun condutor é un
illante.
– Posúen 4 electróns de valencia
1.7
– Principais semicondutores: germanio, silicio.

Fundamentos de Electrónica

Departamento de Tecnoloxía Electrónica

Introdución á física de estado sólido: semicondutores
•...