Diodo Shockley
Enviado por Bravo5 • 6 de Febrero de 2015 • Exámen • 4.982 Palabras (20 Páginas) • 196 Visitas
Diodo Shockley
Un diodo Shockley es un dispositivo de dos terminales que tiene dos estados estables: uno de bloqueo o de alta impedancia y de conducción o baja impedancia. No se debe confundir con el diodo de barrera Schottky.
Este dispositivo fue desarrollado por el físico estadounidense William Bradford Shockley (1910-1989), tras abandonar los Laboratorios Bell y fundar Shockley Semiconductor. Fueron fabricados por Clevite-Shockley. Shockley fue el descubridor del transistor por el que obtuvo el Premio Nobel de Física en 1956.
Composición
El diodo de cuatro capas o diodo Shockley es un dispositivo compuesto por cuatro capas semiconductoras NPNP (es un tipo de tiristor ), cuya estructura y símbolo se describen en la figuras 1.1.a y 1.1.b.
Principios de funcionamiento
Al aplicar un tensión positiva entre ánodo y cátodo se puede observar que la unión J1 y J3 está polarizada en directa, y la unión J2 polarizada en inversa.
En estas condiciones únicamente circula una corriente muy baja (despreciable) y el dispositivo se encuentra cortado. Aumentando esta tensión positiva se llega a una tensión VBO de ruptura o avalancha donde la corriente crece de forma abrupta y la caída de tensión decrece de la misma manera. En este momento, el diodo ha conmutado desde el estado de bloqueo a conducción.
Una manera sencilla de entender el funcionamiento de este diodo consiste en separar su estructura física en dos mitades, como se muestra en la figura 1.2.
La mitad izquierda es un transistor NPN y la mitad derecha PNP, resultando el circuito mostrado en la figura 1.3, que normalmente es referido como candado.
Las características eléctricas de un diodo de cuatro capas se muestran en la gráfica de la figura 1.4. En esta gráfica, se pueden identificar dos zonas y cuatro regiones de operación:
Zona directa (V > 0)
Región de corte: El diodo se encuentra en corte con unas corrientes muy bajas. En esta región se puede modelar como una resistencia ROFF de valor:
R_OFF=V_BO/I_BO
Región de resistencia negativa: Cuando la tensión entre ánodo y cátodo es suficientemente alta se produce la ruptura de la unión con un incremento muy elevado en corriente comportándose el diodo como si fuera una resistencia negativa debido a la realimentación positiva de su estructura.
Región de saturación o conducción: En esta región, la caída de tensión entre ánodo y cátodo está comprendida entre 0.5V y 1.5V, prácticamente independiente de la corriente. Se mantendrá en este estado siempre que la tensión y corriente alcancen unos valores mínimos conocidos como niveles de mantenimiento definidos por VH e IH.
Zona inversa (V < 0)
Región de ruptura: El diodo puede soportar una tensión máxima inversa VRSM que superado ese valor entra en conducción debido a fenómenos de ruptura por avalancha.
Usos
Maneja aplicaciones como: Osciladores y Dispositivos de Disparo a SCR, aunque actualmente su uso es descontinuado.
Hoja de datos
Diodo Varactor
El diodo Varicap conocido como diodo de capacidad variable o varactor, es un diodo que aprovecha determinadas técnicas constructivas para comportarse, ante variaciones de la tensión aplicada, como un capacitor (o condensador) variable. Polarizado en inversa, este dispositivo electrónico presenta características que son de suma utilidad en circuitos sintonizados (L-C), donde son necesarios los cambios de capacidad.
El diodo varicap fue un invento que realizaron Sanford Barnes, Sherman Oaks y John Mann en 1958 trabajando para Pacific Semiconductors (PSI) en California. Ya se conocían los fenómenos físicos que permitían aprovechar los cambios de capacidad eléctrica en función de la tensión aplicada a un diodo, pero el primer trabajo en conseguir un método estable de fabricación y repetividad en los dispositivos fue el creado por Sanford Barners, Sherman Oaks y Jhon Mann.
Principios de funcionamiento
El diodo de capacidad variable o Varactor (Varicap) es un tipo de diodo que basa su funcionamiento en el fenómeno que hace que la anchura de la barrera de potencial en una unión PN varíe en función de la tensión inversa aplicada entre sus extremos.
Cuando un diodo Varicap es polarizado en inversa, en la barrera de potencial o juntura que forman los materiales N y P a partir del punto de unión de las junturas se produce una capacitancia. Visto en forma metafórica y práctica, es el equivalente a dos placas de un capacitor que van separándose a medida que la tensión de alimentación se incrementa. Este incremento de tensión provoca una disminución de la capacidad equivalente final en los terminales del diodo (a mayor distancia entre placas, menor capacidad final). Por este motivo queda claro el concepto de que la mayor capacidad que puede brindar un diodo de esta naturaleza se encuentra en un punto de baja tensión de alimentación (no cero), mientras que la mínima capacidad final estará determinada por cuánta tensión inversa pueda soportar entre sus terminales.
Los diodos varactores o Varicap han sido diseñados de manera que su funcionamiento sea similar al de un capacitor y tengan una característica capacitancia-tensión dentro de límites razonables.
En la figura 2.1 se muestran las similitudes entre un diodo varactor y un capacitor.
Las áreas exteriores a la zona de agotamiento sí tienen portadores de carga (área semiconductor). Se puede visualizar sin dificultad la formación de un capacitor en el diodo (dos materiales semiconductores deparados por un aislante).
La amplitud de la zona de agotamiento se puede ampliar incrementando la tensión inversa aplicada al diodo con una fuente externa. Esto causa que se aumente la separación (aislante) y separa más las áreas semiconductoras. Este último disminuye la capacitancia.
Entonces la capacitancia es función de la tensión aplicada al diodo.
Si la tensión aplicada
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