libro de reemplazo
Páginas: 16 (3964 palabras)
Publicado: 14 de enero de 2015
TEMA 20
SEMICONDUCTORES
OBJETIVO ESPECÍFICO:
Explicar la estructura en la construcción de materiales semiconductores
Implementar circuitos con dispositivos semiconductores.
Analizar circuitos con diodos semiconductores.
TEORÍA DE LOS SEMICONDUCTORES
El tema de los semiconductores pertenece a la física de estado sólido.
Los semiconductores son materiales sólidos con unaresistividad no lineal intermedia entre conductores y aisladores, condicionada a la impureza del material. Los materiales más apropiados para actuar como semiconductores son aquellos que poseen 4 electrones en su banda de valencia, como: el silicio, germanio, oxido de zinc y óxido de cobre.
Los semiconductores pueden ser:
Intrínseco: Son semiconductores puros con igual número de electrones yagujeros, perfectamente alineados, formando una red cristalina llamada cristal. Pueden transformarse en semiconductores extrínsecos al adicionársele:
Impurezas donadoras o semiconductor tipo N: las que dan electrones para la conductividad del cristal, luego de la donación tiene una carga positiva. Ejemplo de impurezas donadoras: el arsénico o el antimonio que poseen 5 electrones de valencia.Impureza aceptadora o semiconductor tipo P: Las que quita electrón al cristal, después de la aceptación, tiene una carga negativa y genera un agujero o hueco que puede moverse de átomo en átomo. Ejemplo de impurezas aceptadoras: el galio y el indio que poseen 3 electrones de valencia.
La conducción en los materiales semiconductores se da por el movimiento de electrones o el movimiento deagujeros.
La coordinación de los electrones de valencia de los distintos átomos en una estructura cristalina recibe el nombre de enlace covalente.
La corriente de difusión es originada cuando los portadores no están distribuidos de forma homogénea, ocasionando un desplazamiento que tiende a equilibrar dicha distribución, es decir, los huecos y electrones tienden a desplazarse desde donde son másnumerosos hacia donde son menos numerosos.
La acción de polarizar un semiconductor genera electrones y huecos.
DIODO
Figura 126. Distintos tipos de diodos.
Tipos de diodos
Un diodo es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica en una única dirección. De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones,por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con muy pequeña resistencia eléctrica.
Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de convertir una corriente alterna en corriente continua.
Las propiedades de los materiales semiconductoresse conocían en 1874, cuando se observó la conducción en un sentido en cristales de sulfuro, 25 años más tarde se empleó el rectificador de cristales de galena para la detección de ondas. Durante la Segunda Guerra Mundial se desarrolló el primer dispositivo con las propiedades que hoy conocemos, el diodo de germanio.
TABLA Nº. 21
POLARIZACIÓN
CIRCUITO
CARACTERÍSTICAS
DIRECTA
el ánodo seconecta al positivo de la batería y el cátodo al negativo.
El diodo conduce con una caída de tensión
de 0,6 a 0,7V.
El valor de la resistencia interna seria muy bajo.
Se comporta como un interruptor cerrado
INVERSA
el ánodo se conecta al negativo y el cátodo al positivo de la batería
El diodo no conduce y toda la tensión de la pila cae sobre el.
Puede existir una corriente defuga del orden de uA.
El valor de la resistencia interna sería muy alto
Se comporta como un interruptor abierto.
SIMBOLOGÍA DE DIODOS
Fig. 127. Diodo rectificador
Fig. 128. Diodo Schottky
Fig. 129. Diodo zener
Fig. 130. Diodo varicap
Fig. 131. Diodo Pin
Fig. 132. Diodo túnel
Fig. 133. Diodo LED
Fig. 134. Fotodiodo
Fig. 135. Puente rectificador...
SEMICONDUCTORES
OBJETIVO ESPECÍFICO:
Explicar la estructura en la construcción de materiales semiconductores
Implementar circuitos con dispositivos semiconductores.
Analizar circuitos con diodos semiconductores.
TEORÍA DE LOS SEMICONDUCTORES
El tema de los semiconductores pertenece a la física de estado sólido.
Los semiconductores son materiales sólidos con unaresistividad no lineal intermedia entre conductores y aisladores, condicionada a la impureza del material. Los materiales más apropiados para actuar como semiconductores son aquellos que poseen 4 electrones en su banda de valencia, como: el silicio, germanio, oxido de zinc y óxido de cobre.
Los semiconductores pueden ser:
Intrínseco: Son semiconductores puros con igual número de electrones yagujeros, perfectamente alineados, formando una red cristalina llamada cristal. Pueden transformarse en semiconductores extrínsecos al adicionársele:
Impurezas donadoras o semiconductor tipo N: las que dan electrones para la conductividad del cristal, luego de la donación tiene una carga positiva. Ejemplo de impurezas donadoras: el arsénico o el antimonio que poseen 5 electrones de valencia.Impureza aceptadora o semiconductor tipo P: Las que quita electrón al cristal, después de la aceptación, tiene una carga negativa y genera un agujero o hueco que puede moverse de átomo en átomo. Ejemplo de impurezas aceptadoras: el galio y el indio que poseen 3 electrones de valencia.
La conducción en los materiales semiconductores se da por el movimiento de electrones o el movimiento deagujeros.
La coordinación de los electrones de valencia de los distintos átomos en una estructura cristalina recibe el nombre de enlace covalente.
La corriente de difusión es originada cuando los portadores no están distribuidos de forma homogénea, ocasionando un desplazamiento que tiende a equilibrar dicha distribución, es decir, los huecos y electrones tienden a desplazarse desde donde son másnumerosos hacia donde son menos numerosos.
La acción de polarizar un semiconductor genera electrones y huecos.
DIODO
Figura 126. Distintos tipos de diodos.
Tipos de diodos
Un diodo es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica en una única dirección. De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones,por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con muy pequeña resistencia eléctrica.
Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de convertir una corriente alterna en corriente continua.
Las propiedades de los materiales semiconductoresse conocían en 1874, cuando se observó la conducción en un sentido en cristales de sulfuro, 25 años más tarde se empleó el rectificador de cristales de galena para la detección de ondas. Durante la Segunda Guerra Mundial se desarrolló el primer dispositivo con las propiedades que hoy conocemos, el diodo de germanio.
TABLA Nº. 21
POLARIZACIÓN
CIRCUITO
CARACTERÍSTICAS
DIRECTA
el ánodo seconecta al positivo de la batería y el cátodo al negativo.
El diodo conduce con una caída de tensión
de 0,6 a 0,7V.
El valor de la resistencia interna seria muy bajo.
Se comporta como un interruptor cerrado
INVERSA
el ánodo se conecta al negativo y el cátodo al positivo de la batería
El diodo no conduce y toda la tensión de la pila cae sobre el.
Puede existir una corriente defuga del orden de uA.
El valor de la resistencia interna sería muy alto
Se comporta como un interruptor abierto.
SIMBOLOGÍA DE DIODOS
Fig. 127. Diodo rectificador
Fig. 128. Diodo Schottky
Fig. 129. Diodo zener
Fig. 130. Diodo varicap
Fig. 131. Diodo Pin
Fig. 132. Diodo túnel
Fig. 133. Diodo LED
Fig. 134. Fotodiodo
Fig. 135. Puente rectificador...
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