Circuitos Electronicos

Diodos Semiconductores.
La aparición del diodo semiconductor, así como de los transistores, han provocado avances inimaginables en materia de circuitos electrónicos, la mayor parte de las nuevas tecnologías y los sistemas electrónicos que usamos día a día deben su funcionamiento al tamaño y a la optimización del funcionamiento de los diodos y transistores originales. El diodo en si es una de lasmás importantes aplicaciones que se le ha dado al silicio desde su descubrimiento.

Diodo Ideal.
Cuando hablamos de un diodo ideal, nos referimos a un elemento semiconductor con algunas características especificas “ideales”, las cuales en ocasiones pueden distanciar un poco de las reales que se presentan en los diodos comerciales. Algunos conceptos que debemos tomar en cuenta son: Lascaracterísticas de un diodo ideal son las de un interruptor, el cual solo esta capacitado para conducir en una dirección especifica. Cuando un diodo se polariza directamente se toma como un corto circuito, esto es porque:

Donde: RF = Resistencia directa VF = Voltaje de polarización directa IF = Corriente directa a través del diodo

Como se puede apreciar, VF es 0 y esto provoca una resistencia nula enel diodo, quitando cualquier impedimento en la corriente a través de este. Cuando un diodo se polariza inversamente este se toma como un circuito abierto, esto es porque:

Donde: RR = Resistencia inversa VR = Voltaje de polarización inversa IR = Corriente inversa a través del diodo En este caso todos los valores de VR son negativos por la polarización inversa y la corriente generada en eldiodo es 0A, provocando una resistencia infinita. Hay que recordar que estos datos son los correspondientes al diodo ideal y lógicamente distanciaran un poco de los arrojados por un diodo común.

Materiales semiconductores.
El prefijo -semi se aplica a elementos que se encuentran a la mitad entre dos limites, por lo que se dice que un material semiconductor es aquel cuyos valores de resistividad seencuentran en un rango intermedio de los de un conductor y un aislante. Existen diferentes materiales semiconductores, sin embargo en los que se ha enfocado la atención para la construcción de elementos que aprovechen esta propiedad son el Silicio y el Germanio ya que sus propiedades son las más aptas para estos fines. En los últimos años la mayor parte de los procesos se han centrado en elsilicio dejando a un lado el germanio, el cual aun se utiliza pero en menores cantidades, esto por los logros obtenidos en materia de purificación del material. Actualmente se pueden obtener niveles de purificación de 1 partícula de impureza por cada 10,000,000,000 de partículas. Esta pureza es necesaria para obtener el funcionamiento deseado, ya que al controlar los niveles de impureza en el materialse pueden controlar también sus niveles de conductividad. Una de las características importantes del silicio y del germanio es la capacidad de reaccionar a la luz o al calor alterando sus propiedades, esto es muy importante en la construcción de sensores y otros elementos. Otra es su estructura, la cual está formada por estructuras cristalinas repetidas periódicamente llamada estructuramonocristalina, esta no se modifica en gran manera al agregar impurezas de algún otro material. Tanto el silicio como el germanio poseen átomos tetravalentes, esto es, que poseen 4 electrones en su última capa unidos por un enlace covalente. Este tipo de unión es muy fuerte, sin embargo no evita que mediante alguna excitación externa que le agregue energía al semiconductor (como energía térmica o lumínica)estos enlaces se rompan dejando a los electrones libres. Esto es susceptibles a la influencia de un campo eléctrico.

A temperatura ambiente se pueden encontrar aproximadamente 1.5 x 1010 electrones libres en un centímetro cubico de material silicio intrínseco, ¿Pero que es un material intrínseco?. Los materiales intrínsecos son aquellos semiconductores que se han refinado con todo cuidado...