Dr. C Rolando Márquez Lizaso.
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Corrientes en semiconductores.
Semiconductores tipo N y tipo P.
El diodo
Polarización y prueba del diodo.
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Este documento proporciona una descripción detallada de los semiconductores tipo n y tipo p, así como del diodo, un elemento semiconductor o de estado sólido construido a partir de germanio o silicio. Se explica la teoría de funcionamiento de los diodos, incluyendo la polarización directa, inversa y cero, así como las características clave como la tensión umbral, la máxima corriente y la resistencia interna. También se detallan las principales aplicaciones de los diodos, especialmente en la rectificación de corriente alterna a continua. Además, se presenta una clasificación de los diferentes tipos de diodos, como los rectificadores, de señal, de conmutación, estabilizadores de tensión (zener) y otros tipos especializados como los varactores, led, túnel, pin, etc. Este documento proporciona una sólida base teórica sobre los semiconductores y los diodos, lo que lo hace muy útil para estudiantes de ingeniería eléctrica, electrónica y afines.
Tipo: Diapositivas
2022/2023
1 / 59
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¡Descarga Semiconductores tipo N y tipo P: El diodo y más Diapositivas en PDF de Física solo en Docsity!
Dr. C Rolando Márquez Lizaso.
e-mail rmarquez@uce.edu.do
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Tel. 829 641 0848
Corrientes en semiconductores.
Semiconductores tipo N y tipo P.
El diodo
Polarización y prueba del diodo.
Bibliografía
- Francis w. Sears, Mark W. Zemansky, Hugh D. Young, Roger A. Freedman. Física Universitaria.
Volumen II. Quinta edición. Editorial Addison Wesley Longman. 1999. Cap. 22 Pág. 669-674.
https://www.altascapacidadesarca.org/wp-content/uploads/2018/12/Fisica_General_-_Fisica_Univ
ersitaria_Vol_2__ed_12Sears-Zemansky.pdf
Blanco, E. (n. d.) Conceptos básicos de electricidad.
http://www.edu.xunta.es/centros/iesblancoamorculleredo/system/files/ELECTRICIDAD.pdf
Paúl G. Hewitt. Física Conceptual. Novena edición. Editorial Pearson Educación. 2004. Cap. 22
Pág. 412-423.
https://jbfisica.wordpress.com/wp-content/uploads/2017/01/fc3adsica-conceptual-hewit.pdf
Raymond A. Serway. Física. Volumen II. Cuarta edición. Editorial Mc Graw Hill. 1998. Cap. 23
Pág. 649-652.
https://biblioseb.wordpress.com/wp-content/uploads/2013/04/fisica-vol-2-5ta-edicion-serway.pd
f
Universidad Politécnica de Victoria (n. d.) Características dieléctricas y aislantes de los
materiales. http://www.upv.es/materiales/Fcm/Fcm09/trb9_2.html
En la Teoría de los semiconductores, se destacan:
LOS DIODOS
Los Diodos son elementos semiconductores o elementos de estado
sólido , construido en base de germanio o silicio.
Los diodos disponen de dos terminales: ÁNODO (+) y CÁTODO (-),
estando debidamente señalados en el componente, una franja blanca
representa al cátodo. Existe una característica de no-linealidad que los
hace asimétricos. Esto implica que no es lo mismo conectarlos al circuito
del que forman parte de una u otra manera, por lo que cada terminal
tiene una función particular.
TEORÍA DE LOS SEMICONDUCTORES
De acuerdo con la facilidad con que se mueven los electrones
por el interior de las sustancias se establecen tres (3) tipos de
éstos: conductores, aislantes y semiconductores. La facilidad
del movimiento depende de la estructura atómica de la
sustancia.
SEMICONDUCTORES. Estas sustancias tienen propiedades
intermedias entre los conductores y los aislantes. La cantidad
de electrones libres depende de determinado factor (calor,
luminosidad, etc.). En su última órbita tiene 4 electrones.
UNIÓN PN
Se dispone de un monocristal de silicio puro, dividido en dos
zonas con una frontera nítida, definida por un plano. Una zona
se dopa con impurezas de tipo P y la otra de tipo N. La zona P
tiene un exceso de huecos. La zona N dispone de electrones en
exceso.
Físicamente, un diodo consiste
en la unión de dos materiales
SEMICONDUCTORES, uno de tipo
P y otro de tipo N, llamada
comúnmente "Unión PN", a la
que se han unido eléctricamente
dos terminales. Al que se
encuentra unido eléctricamente
al cristal P, se le denomina
ÁNODO, y se le representa en
los diagramas mediante la letra
A; y el que está unido con la
zona N se lo llama CÁTODO,
simbolizado por la letra K.
Tipo N
Un método para obtener circulación de
corriente es añadir una pequeña
cantidad de átomos que tengan cinco
electrones externos (pentavalentes).
Los átomos adecuados para este fin
son los de fósforo, antimonio y más
frecuentemente, arsénico. La
proporción de los átomos que forman
la impureza es del orden de una parte
en cien millones de átomos de Ge o Si.
Tipo P
Existe otro método de modificar el
cuerpo básico cristalino puro para
obtener un flujo de corriente que se
pueda gobernar. Durante el
tratamiento del cuerpo básico, los
átomos de la impureza, tales como
los de aluminio, boro o indio, se
añaden en pequeñas cantidades.
Estos átomos que forman la
impureza tienen solamente tres
electrones externos (trivalentes) y
se introducen en la estructura
cristalina.
TEORÍA DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS DIODOS
Una resistencia es un dispositivo lineal , porque la
gráfica de su corriente en función de su voltaje es una
línea recta.
Un diodo es diferente, es un dispositivo no lineal ,
porque la gráfica de la corriente en función de la
tensión no es una línea recta. La razón es la barrera
de potencial : cuando la tensión del diodo es menor
que la barrera de potencial, la corriente del diodo es
pequeña; si la tensión del diodo supera esta barrera de
potencial, la corriente del diodo se incrementará
rápidamente.
Características del diodo
Las características del diodo se pueden
entender fácilmente según los tres títulos
siguientes referentes a su polarización.
Diodo polarizado directamente
Diodo polarizado inverso
Diodo polarizado cero o diodo no
basado
Diodo polarizado cero o diodo no basado
Cuando no existe una fuente externa aplicada a los
semiconductores se le conoce como diodo insesgado. El
campo eléctrico se construye a través de la capa de
agotamiento entre el material tipo p y el tipo N. Esto
sucede debido al no desequilibrado de electrones y
huecos debido al dopaje*. A temperatura ambiente,
para un diodo de silicio, 0,7 V es el potencial de barrera.
*El dopaje es el proceso de agregar impurezas al semiconductor, de
modo que se generen más pares de electrones y huecos. Las
impurezas añadidas son generalmente impurezas pentavalentes y
trivalentes.
Características
de la polaridad
de los diodos.