CONSIGNA #1EL DIODO: CONCEPTOS BASICOS Y

CARACTERIZACIÓN

Nombre: Andy DagherCedula: 8-884-2152E-mail: andydagher@gmail.comNombre: Gerardo MolinaCedula: 4-774-2032E-mail: gerardo0695@gmail.comNombre: René SolísCedula: 8-854-1582E-mail: rene27791@gmail.comNombre: Luis ValdesCedula: 8-891-2027E-mail: luis.a.valdes_01@hotmail.com

1.1.1 CONCEPTOS BASICOS DE LOS MATERIALES SEMICONDUCTORES

Los semiconductores tipo P y tipo n separados no tienen mucha utilidad, pero si un cristal se dopa de tal forma que una mitad sea tipo N y la otra mitad de tipo P, esa unión PN tiene unas propiedades muy útiles y entre otras cosas forman los "Diodos".

Enlace covalente: En este tipo de enlace los electrones se comparten, pero no se transfieren. Un enlace covalente consiste en un par de electrones (de valencia) compartidos por dos átomos.

El método más sencillo para liberar los electrones de valencia ligados consiste en calentar el cristal. Los átomos efectúan oscilaciones cada vez más intensas que tienden a romper los enlaces y liberar así los electrones. Cuanto mayor sea la temperatura de un semiconductor, mejor podrá conducir.

1.2.1 POLARIZACION DE LA JUNTURA PN

En la sección anterior vimos el principio básico de los elementos tipo “P” y “N”, para que se emplea, por brevedad de espacio, haremos una síntesis en que consiste la polarización de la juntura PN.

Directa: En este caso, la batería disminuye la barrera de potencial de la zona de carga espacial, permitiendo el paso de la corriente de electrones a través de la unión; es decir, el diodo polarizado directamente conduce la electricidad. Se produce cuando se conecta el polo positivo de una batería a la parte P de la unión P - N y el negativo a la N. En estas condiciones podemos observar que:

Inversa: es más difícil la conducción, porque el electrón libre tiene que subir una barrera de potencial muy grande de n a p al ser mayor el valor de W. Entonces no hay conducción de electrones libres o huecos, no hay corriente. En esta situación tenemos que tener en cuenta la generación térmica de pares electrón-hueco. Los pocos electrones generados térmicamente pierden energía y bajan de p a n, es la "Corriente Inversa de

Saturación" (I S) que es muy pequeña.

1.2.2 ELDIODO IDEAL Y LA CURVA CARACTERÍSTICA

Es por analogía similar a un interruptor eléctrico. Su uso va desde diseños sencillos hasta circuitos de gran complejidad. Además de presentar los detalles acerca de su fabricación y de sus características, se observaran las hojas de datos y las gráficas más relevantes que se encuentran en las hojas de especificaciones. Cuándo un dispositivo tiene características perfectas lo conocemos como IDEAL. Luego, un diodo ideal es un dispositivo construido con dos terminales y con unas características tales como se muestran en las figuras 1a y 1b

Figura 1. Diodo ideal. (a) Símbolo; (b) Característica

El diodo ideal tiene características semejantes a las de un interruptor, permite la conducción de corriente en una sola dirección. En la dirección que indica la flecha en la figura 1a. Donde uno de sus terminales, el cual se llama ánodo, tiene aplicado un potencial positivo (indicado en la gráfica con el signo +), y en el otro terminal, el cual se llama cátodo, tiene aplicado un potencias negativo (indicado en la gráfica con el signo -). De esta forma, el diodo ideal cumple con lo siguiente:

R f=V f

I f

= 0 VK mA

=0 Ω

Donde:

1. R fes el valor de la resistencia directa

2. V f es el valor del voltaje de polarización directa

3. I f es el valor de la corriente a través del mismo

4. K es cualquier valor constante de corriente

Esto representa que es un corto circuito, pasará la corriente. Si invertimos la polarización del mismo, mediante un estudio análogo al caso anterior, daría como resultado una resistencia infinita que se puede interpretar como un circuito abierto, impidiendo el paso de la corriente.

La curva de un diodo semiconductor (o diodo real) se puede definir por la siguiente ecuación:

I D=I S(eK V D /Tk−1)

Para un diodo de silicio la corriente de saturación inversa I S aumentará cerca del doble en magnitud por cada

10° C de incremento en la temperatura.

Debido a la forma que tiene la curva característica del diodo, mostrada anteriormente, y la forma compleja de la ecuación, con frecuencia se utiliza un modelo simplificado:

1.2.3 CARACTERISTICAS TERMICAS:

El diodo, al estar compuesto por combinación de elementos, presenta particulares características térmicas como las que mencionaremos a continuación:

1. Temperatura de la Unión: Es el límite superior de temperatura que nunca debemos hacer

sobrepasar a la unión del dispositivo si queremos evitar su inmediata destrucción.

2. Temperatura de almacenamiento: Es la temperatura a la que se encuentra el dispositivo cuando no

se le aplica ninguna potencia. El fabricante suele dar un margen de valores para esta temperatura.

3. Resistencia térmica unión-contenedor: Es la resistencia entre la unión del semiconductor y el

encapsulado del dispositivo.

4. Resistencia térmica contenedor-disipador: Es la resistencia existente entre el contenedor del

dispositivo y el disipador

APLICACIONES DE LOS DIODOS

Existe una amplia gama de usos cotidianos para los diodos, entre los que podemos mencionar: rectificador de ondas, multiplicadores de tensión, limitadores de voltaje, compuertas lógicas, reguladores de voltaje, circuitos fijadores.

REFERENCIAS

1. ELECTRONICA: TEORIA DE CIRCUITOS Y DISPOSITIVOS ELECTRONICOS, 10MA EDICION, R.L. BOYLESTAD Y L. NASHELSKY

2. ELECTRONICA INTEGRADA, 1RA EDICION, J. MILLMAN, C.C. HALKIAS3. SEMICONDUCTOR PHYSICS AND DEVICES, 3RA EDICION, D. NEAMEN