trabajo colaborativo n°1 semiconductores
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SemiconductoresTRANSCRIPT
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD
Nombre Escuela: ECBTI
Nombre programa: Ingeniera Electrnica
Curso: Fisica de semiconductores
FISICA DE SEMICONDUCTORES RECONOCIMIENTO GENERAL Y DE ACTORES
ALEX DANIEL LOPEZ HERNANDEZ 299002_18
TUTOR IVAN CAMILO NIETO SANCHEZ
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD) ING.ELECTRONICA
TUNJA-BOYACA 2015
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Curso: Fisica de semiconductores
INTRODUCCION
El desarrollo de la la fisica y en especial de la fisica del plasma ha contribuido en el analisis de los materiales, que antes no teniamos idea de su posible utilidad, esto llevo a la comunidad cientifica y tecnologica ha observar con mayor detenimiento el comportamiento intrinseco y extrinseco de los elementos, con ello encontraron aplicaciones en la fisica de particulas, ya que descubrieron el por que el Ge, Si, Pl, su nube de electrones era altamente conductiva con otros elementos, en este breve trabajo analizaremos sus mayors contribuciones
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Curso: Fisica de semiconductores
OBJETIVOS -Entender la configuracion electronica de los semiconductores mas utilizados -Comprender las distintas aplicaciones de los semiconductores -Entender el modelo matematico que involucra al dispositivo semiconductor
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Curso: Fisica de semiconductores
C a r a c t e r s t i c a s
*En su ltima capa de electrones de su estructura atmica poseen cuatro electrones llamados electrones de valencia. *Elemento semiconductor ms usado es el Silicio
Sus
caractersticas: *La unin de un electrn libre y un hueco se llama "recombinacin"
* "tiempo de vida": el tiempo entre la creacin y desaparicin de un electrn libre "tiempo de vida".
Tipos de semiconductores
E x t r n s e c o
I n t r n s e c o
Conductividad Elctrica del Cristal
Se somete al semiconductor a un proceso de
Dopado, el cual consiste en agregar de una *son los cristales Los conductores: en donde la banda de
forma controlada tomos o impurezas para semiconductores puros valencia y la banda de conduccin a se
superponen cambiar sus caractersticas elctricas *La conductividad en ellos a
temperatura ambiente no suele Los aislantes: en donde la diferencia
Semiconductor Extrnseco Tipo N
ser muy alta
existente entre las bandas de energa, en el
*son aquellos semiconductores orden de 6 eV impide, en condiciones
que han sido cuidadosamente
Son los semiconductores intrnsecos que en normales el salto de los electrones hacia la
el proceso de dopado se le han aadido refinados para reducir las banda de conduccin.
tomos o impurezas pentavalentes impurezas a un nivel muy bajo.
Semiconductores Extrnsecos Tipo P
D I O D O Z E N E R
Son los semiconductores intrnsecos que en En polarizacin directa son iguales a las del diodo de unin
el proceso de dopado se le han aadido
o rectificador tomos o impurezas trivalentes
Ejemplo de semiconductores
D I O D O
Est formado dela unin de un semiconductor tipo P con un
Tipo de diodo
T R A N S I S T O R E S B J T
semiconductor tipo N al que se le han aadido 2 terminales
uno en la parte P llamado nodo y otro en la parte N llamado
ctodo. Transistor bipolar es el ms comn de los transistores, y
como los diodos, puede ser de germanio o silicio.
Polarizacin en Sentido Directo.
Z O N A A C T I V A
Permite el flujo de corriente de P a N y esto se logra
conectando el nodo a positivo y ctodo a negativo. El transistor solo amplifica esta zona y se comporta como
una fuente de corriente constante controlada por la
Polarizacin en Sentido Inverso intensidad de base.
No hay circulacin de corriente significativa a travs de la Z O N A D E C O RT E
En esta zona el transistor es utilizado para aplicaciones de
unin pero en realidad existe una pequesima corriente
conmutacin (potencia, circuitos digitales, etc.) y lo
elctrica que es debida a los portadores minoritarios y fluye de Tipo de diodo podemos considerar como un corto circuito entre el colector
la zona N a la zona P la cual recibe el nombre de corriente y el emisor.
inversa de saturacin.
ZONA DE SATURACIN
En esta zona el transistor es utilizado para aplicaciones de
Tipo de diodo
conmutacin (potencia, circuitos digitales, etc).
D I O D O L E D Es un tipo especial de diodo, que trabaja
emitiendo luz
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Semiconductores y teora de diodos Conceptos bsicos sobre semiconductores Estructura interna de los dispositivos electrnicos La mayora de los sistemas electrnicos se basan en dispositivos semiconductores Resistencia: R=L/S Semiconductores: A muy bajas temperaturas aislante. A temperaturas normales = conductor pobre, En electrnica slo importa el orbital exterior: orbital de valencia
Conceptos bsicos sobre semiconductores Mejores conductores (Ag, Cu, Au) 1 electrn de valencia Mejores aislantes: 8 electrones de valencia Mejores semiconductores: 4 electrones de Valencia -Los tomos de un cristal vibran a temperaturas mayores al 0 absoluto, a ms altas temperaturas aparecen electrones y huecos -Recombinacin: Electrn y hueco se unen
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Conceptos bsicos sobre semiconductores - Semiconductor intrnseco: Semiconductor puro Dos tipos de flujo: Flujo de electrones Flujo de huecos
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Conceptos bsicos sobre semiconductores, Dopado o Dopaje: Aadir deliberadamente tomos de impurezas a un cristal intrnseco para modificar su conductividad elctrica - Un semiconductor dopado se llama semiconductor extrnseco, Hay dos tipos de semiconductores extrnsecos: Tipo n: se le aaden impurezas donadoras (electrones), p.ejem., P(5 e- valencia) al Si, Los electrones (portadores mayoritarios) superan a los huecos (portadores minoritarios), Todos los tomos de aceptador ionizados (-) Tipo p: se le aaden impurezas receptoras (huecos), p.ejm., B (3e-valencia) al Si, Los huecos (mayoritarios) superan a los electrones (minoritarios).Todos los tomos de donador ionizados (+)
Conductividad extrnseca: Estos semiconductores dopados presentan algo ms de conductividad
La unin pn. Polarizacin directa e inversa Por s mismo un semiconductor tipo n tiene la misma utilidad que una resistencia de carbn.
Pero ocurre algo distingo cuando se dopa un cristal mitad n y mitad p
Representacin: Signo + con crculo: tomo pentavalente Signo - electrn con el que contribuye
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unin pn. Polarizacin directa e inversa - Zona de deplexin y barrera de potencial
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Flujo de electrones libres Polarizacin inversa Ensanchamiento de la zona de deplexin Corriente de portadores minoritarios. La produccin trmica de electrones libres y huecos en la zona de deplexin produce una corriente inversa de saturacin
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minoritaria Corriente superficial de fugas. Producida por impurezas en la superficie del cristal e imperfecciones en su estructura interna Ruptura Si se aumenta la tensin inversa se producir la ruptura del diodo (aprox. 50 V) Efecto avalancha. Los minoritarios chocan y hacen saltar electrones de valencia
Tipos bsicos de diodos semiconductores: Diodos rectificadores Rectificacin de CA/CC Diodos de tratamiento de seal (RF) Etapas moduladoras, demoduladoras, mezcla y limitacin de seales Diodos de capacidad variable (varicap) Sintonizacin de equipos de emisin/recepcin Diodos Zener Fuentes de alimentacin, reguladores, limitadores y recortadores de tensin Fotodiodos Sensores, comunicaciones, aislamiento de seal Diodos luminiscentes (LED) Sealizacin, comunicaciones infrarrojas Diodos de potencia
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Rectificacin y tratamiento de seales elctricas
Smbolo, curvas y modelos equivalentes -Circuito bsico de diodo I= corriente por la unin
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e= carga electrnica K=Cte de Boltzmann T= temperatura absoluta n= 1 para Ge y 1.3 para Si
Otros tipos de diodos La rectificacin y estabilizacin de tenisn no es la nica aplicacin de los diodos Otras aplicaciones: Indicadores, sealizadores (diodos LED) Aislamiento de seales de entrada (optoacopladores) Comunicaciones por fibra ptica Diodos optoelectrnicos Diodos Schottky Varicap
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BIBLIOGRAFIA -www.ate.uniones.es Electrnica y automatismo Universidad de Oviedo -Malvino Principios de electronica