Plan de negocios
Páginas: 36 (8836 palabras)
Publicado: 6 de marzo de 2011
Modelos Lineales del DIODO (CD).
La miniaturización de los últimos años ha producido sistemas semiconductores tan pequeños que el propósito principal de su encapsulado es proporcionar simplemente algunos medios para el manejo del dispositivo y para asegurar que las conexiones permanezcan fijas a la oblea del semiconductor. Tres factores limitan en apariencia los límites de laminiaturización: la calidad del propio material semiconductor, la técnica del diseño de la red y los límites del equipo de manufactura y procesamiento.
El primer dispositivo electrónico que se presentará se denomina Diodo o Rectificador. Es el más sencillo de los dispositivos semiconductores pero desempeña un papel vital en los sistemas electrónicos, con sus características que se asemejan en granmedida a las de un sencillo interruptor. Se encontrará en una amplia gama de aplicaciones, que se extienden desde las simples hasta las sumamente complejas. Aparte de los detalles de su construcción y características, los datos y gráficas muy importantes que se encontrarán en las hojas de especificaciones también se estudiarán para asegurar el entendimiento de la terminología empleada y para ponerde manifiesto la abundancia de información de la que por lo general se dispone y que proviene de los fabricantes.
El diodo, es simplemente un dispositivo de control de corriente operado mediante el voltaje en sus terminales. En la figura 1.3 vemos la configuración de un diodo de estado sólido estandar y su simbología. Podemos notar que el diodo esta formado por la unión de dos materialessemiconductores dopados (contaminados), formándose así 3 zonas de conducción, la zona P (Ánodo) o de portadores positivos, la Unión de Control (Barrera de Potencial) y la zona N (Cátodo) o de portadores Negativos. Para lograr que circule corriente entre sus terminales (de A a K) se debe de aplicar un voltaje (VD) entre sus terminales, polarizando el ánodo (A) positivo y el cátodo (K) negativo demanera que el Voltaje de la Barrera de potencial ((0.3V a 0.7V) sea vencido y se inicie la conducción de corriente.
1 Curva Real V-I del diodo. La curva real de un diodo semiconductor (diodo real) se puede definir (aproximación no lineal) por la siguiente ecuación: ID=IS[e(VD/(VT)-1]; donde el voltaje térmico VT=kT/q=0.0257025V ( 25 mV [k=1.38x10-23 Joules/ºKelvin; T(ºK)=273+T(ºC); q=1.6x10-19Coulomb] (=1 para Ge y (=2 para Si. La Corriente de Saturación de Polarización Inversa IS=10-8 Amperes para el Si e IS=10-6 para el Ge. Para un diodo de silicio la Corriente de Saturación de Polarización Inversa (IS) aumentará cerca del doble en magnitud por cada 10° C de incremento en la temperatura.
Debido a que la forma característica de la curva de operación de un diodo, estadeterminada por el proceso de fabricación; en el diseño preciso de aplicaciones, se debe de consultar la hoja de datos del fabricante. Generalmente (pero no siempre) el fabricante trata de lograr que sus dispositivos se ajusten lo más posible a él Modelo Matemático Exponencial del diodo. Dado que la curva característica del diodo mostrada anteriormente, tiene una ecuación compleja, con frecuencia seutiliza un modelo lineal simplificado.
1.1 Modelo 1 (Interruptor Ideal) del diodo. Aplicando el modelo 1, el diodo se sustituye básicamente por un interruptor (ver figura 1.5). El modelo lineal simplificado 1, es el más alejado de la realidad, pero el más simple (ver figura 1.6). Cualquier circuito que contenga un diodo, será reemplazado por un interruptor (en su circuito equivalente), el cuálestará abierto cuando el voltaje de thévenin en terminales del diodo real (circuito original) sea menor que cero. Por otra parte si el voltaje de thévenin en terminales del diodo real es mayor que cero, en el circuito equivalente, se reemplazara el diodo real por un interruptor cerrado.
Hay dos puntos básicos a observar en este modelo. Primero, la caída de voltaje en terminales del diodo...
La miniaturización de los últimos años ha producido sistemas semiconductores tan pequeños que el propósito principal de su encapsulado es proporcionar simplemente algunos medios para el manejo del dispositivo y para asegurar que las conexiones permanezcan fijas a la oblea del semiconductor. Tres factores limitan en apariencia los límites de laminiaturización: la calidad del propio material semiconductor, la técnica del diseño de la red y los límites del equipo de manufactura y procesamiento.
El primer dispositivo electrónico que se presentará se denomina Diodo o Rectificador. Es el más sencillo de los dispositivos semiconductores pero desempeña un papel vital en los sistemas electrónicos, con sus características que se asemejan en granmedida a las de un sencillo interruptor. Se encontrará en una amplia gama de aplicaciones, que se extienden desde las simples hasta las sumamente complejas. Aparte de los detalles de su construcción y características, los datos y gráficas muy importantes que se encontrarán en las hojas de especificaciones también se estudiarán para asegurar el entendimiento de la terminología empleada y para ponerde manifiesto la abundancia de información de la que por lo general se dispone y que proviene de los fabricantes.
El diodo, es simplemente un dispositivo de control de corriente operado mediante el voltaje en sus terminales. En la figura 1.3 vemos la configuración de un diodo de estado sólido estandar y su simbología. Podemos notar que el diodo esta formado por la unión de dos materialessemiconductores dopados (contaminados), formándose así 3 zonas de conducción, la zona P (Ánodo) o de portadores positivos, la Unión de Control (Barrera de Potencial) y la zona N (Cátodo) o de portadores Negativos. Para lograr que circule corriente entre sus terminales (de A a K) se debe de aplicar un voltaje (VD) entre sus terminales, polarizando el ánodo (A) positivo y el cátodo (K) negativo demanera que el Voltaje de la Barrera de potencial ((0.3V a 0.7V) sea vencido y se inicie la conducción de corriente.
1 Curva Real V-I del diodo. La curva real de un diodo semiconductor (diodo real) se puede definir (aproximación no lineal) por la siguiente ecuación: ID=IS[e(VD/(VT)-1]; donde el voltaje térmico VT=kT/q=0.0257025V ( 25 mV [k=1.38x10-23 Joules/ºKelvin; T(ºK)=273+T(ºC); q=1.6x10-19Coulomb] (=1 para Ge y (=2 para Si. La Corriente de Saturación de Polarización Inversa IS=10-8 Amperes para el Si e IS=10-6 para el Ge. Para un diodo de silicio la Corriente de Saturación de Polarización Inversa (IS) aumentará cerca del doble en magnitud por cada 10° C de incremento en la temperatura.
Debido a que la forma característica de la curva de operación de un diodo, estadeterminada por el proceso de fabricación; en el diseño preciso de aplicaciones, se debe de consultar la hoja de datos del fabricante. Generalmente (pero no siempre) el fabricante trata de lograr que sus dispositivos se ajusten lo más posible a él Modelo Matemático Exponencial del diodo. Dado que la curva característica del diodo mostrada anteriormente, tiene una ecuación compleja, con frecuencia seutiliza un modelo lineal simplificado.
1.1 Modelo 1 (Interruptor Ideal) del diodo. Aplicando el modelo 1, el diodo se sustituye básicamente por un interruptor (ver figura 1.5). El modelo lineal simplificado 1, es el más alejado de la realidad, pero el más simple (ver figura 1.6). Cualquier circuito que contenga un diodo, será reemplazado por un interruptor (en su circuito equivalente), el cuálestará abierto cuando el voltaje de thévenin en terminales del diodo real (circuito original) sea menor que cero. Por otra parte si el voltaje de thévenin en terminales del diodo real es mayor que cero, en el circuito equivalente, se reemplazara el diodo real por un interruptor cerrado.
Hay dos puntos básicos a observar en este modelo. Primero, la caída de voltaje en terminales del diodo...
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