Semiconductores y sus aplicaciones

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Fecha: 31-01-2012.

Semiconductor y sus aplicaciones.

Materia:
Electrónica 1.

Profesora:
Ing. David Huerta García

Alumno:
Diego Alberto García Eligio.

No. de Control:
09250138.

Carrera:
Ingeniería Mecatrónica.

Introducción.

Electrónica.

La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento sebasa en la conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.

Utiliza una gran variedad de conocimientos, materiales y dispositivos, desde los semiconductores. El diseño y la gran construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos forma parte de la electrónica y de los campos de la ingeniería electrónica,electromecánica y la informática en el diseño de software para su control. El estudio de nuevos dispositivos semiconductores y su tecnología se suele considerar una rama de la física, más concretamente en la rama de ingeniería de materiales.

Sistemas Electrónicos.

Un sistema electrónico es un conjunto de circuitos que interactúan entre sí para obtener un resultado. Una forma de entender los sistemaselectrónicos consiste en dividirlos en las siguientes partes:

1. Entradas o Inputs – Sensores (o transductores) electrónicos o mecánicos que toman las señales (en forma de temperatura, presión, etc.) del mundo físico y las convierten en señales de corriente o voltaje. Ejemplo: El termopar, la foto resistencia para medir la intensidad de la luz, etc.

2. Circuitos de procesamiento deseñales – Consisten en piezas electrónicas conectadas juntas para manipular, interpretar y transformar las señales de voltaje y corriente provenientes de los transductores.

3. Salidas o Outputs – Actuadores u otros dispositivos (también transductores) que convierten las señales de corriente o voltaje en señales físicamente útiles. Por ejemplo: un display que nos registre la temperatura, un focoo sistema de luces que se encienda automáticamente cuando esté oscureciendo.

Básicamente son tres etapas: La primera (transductor), la segunda (circuito procesador) y la tercera (circuito actuador).

Desarrollo.

Un material semiconductor (Fig. 1), es aquel que tiene una conductividad eléctrica intermedia, entre la de los metales y los aislantes; y otras propiedades físicas no usuales.Estos se pueden clasificar en dos tipos:

Fig. 1

* Semiconductores intrínsecos: poseen una conductividad eléctrica fácilmente controlable y al combinarlos correctamente, pueden actuar como interruptores, amplificadores o dispositivos de almacenamiento.

* Semiconductores extrínsecos: estos se forman al agregar, intencionadamente, a un semiconductor intrínseco sustanciasdopantes. Su conductividad dependerá de la concentración de esos átomos dopantes. Dependiendo de esas impurezas habrá dos tipos:


a) Semiconductores de tipo n: En las redes de Si o Ge se introducen elementos del grupo 15 los cuales debido a que tienen un electrón más en su capa de valencia que los elementos del grupo14 se comportan como impurezas donadoras de electrones o portadoresnegativos.

b) Semiconductores de tipo p: En este caso se introducen elementos del grupo 13 que presentan un electrón menos en su capa de valencia, por lo que se comportan como aceptores o captadores de electrones.

APLICACIONES EN DISPOSITIVOS ELECTRICOS

Se han desarrollado muchos dispositivos electrónicos utilizando las propiedades de transporte de los semiconductores; el uso desemiconductores en la industria electrónica ha aumentado de forma importante. Así, veremos algunas de las más importantes:

* Termistores (Fig. 2): se basan en la propiedad de que la conductividad depende de la temperatura para medir dicha temperatura. También se usan en otros dispositivos, como en alarmas contra incendio.

Fig. 2

* Transductores de presión: al aplicar presión a un...
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