Diodos

DEDICATORIA

Este trabajo en primer lugar lo dedicamos a Dios, que durante todo este tiempo nos estuvo acompañando, iluminando y guiándonos para llegar a nuestra meta.

A nuestros padres que con su amor incondicional nos apoyaron en todo momento, tanto emocional como económicamente.

A nuestro docente que con su dedicación, paciencia y profesionalismo nos dio las pautas necesarias para desarrollar esta investigación y quién siempre está guiándonos hacia el camino del éxito.

AGRADECIMIENTO

Agradecemos a nuestro Docente Fernández Goicochea José Antonio por su apoyo en la elaboración de la investigación, sobre todo por habernos dado la oportunidad de fortalecernos con conocimientos atreves de esta investigación.

Agradecemos también a nuestros padres que con su presencia contribuyeron con su aliento positivamente. A cada uno de ellos agradezco por sus valiosas aportaciones en sus palabras, que fortalecieron y enriquecieron nuestro trabajo.

COMPONENTES ELECTRÓNICOS ANALÓGICOS

DEFINICIÓN:

Se denomina componente electrónico a aquel dispositivo que forma parte de un circuito electrónico. Se suele encapsular, generalmente en un material cerámico, metálico o plástico, y terminar en dos o más terminales o patillas metálicas. Se diseñan para ser conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura, a un circuito impreso, para formar el mencionado circuito.

Hay que diferenciar entre componentes y elementos. Los componentes son dispositivos físicos, mientras que los elementos son modelos o abstracciones idealizadas que constituyen la base para el estudio teórico de los mencionados componentes. Así, los componentes aparecen en un listado de dispositivos que forman un circuito, mientras que los elementos aparecen en los desarrollos matemáticos de la teoría de circuitos.

Clasificación de los componentes.

De acuerdo con el criterio que se elija podemos obtener distintas clasificaciones. Seguidamente se detallan las comúnmente más aceptadas.

Según su estructura física

Discretos: son aquellos que están encapsulados uno a uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos, transistores, etc.

Integrados: forman conjuntos más complejos, como por ejemplo un amplificador operacional o una puerta lógica, que pueden contener desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominados circuitos integrados.

Según el material base de fabricación

Semiconductores

No semiconductores.

Según su funcionamiento

Activos: Proporcionan excitación eléctrica, ganancia o control.

Pasivos: Son los encargados de la conexión entre los diferentes componentes activos, asegurando la transmisión de las señales eléctricas o modificando su nivel.

Según el tipo energía

Electromagnéticos: Aquellos que aprovechan las propiedades electromagnéticas de los materiales (fundamentalmente transformadores e inductores).

Electroacústicos: Transforman la energía acústica en eléctrica y viceversa (micrófonos, altavoces, bocinas, auriculares, etc.).

Optoelectrónicos: Transforman la energía luminosa en eléctrica y viceversa (diodos LED, células fotoeléctricas, etc.)

SEMICONDUCTORES

Semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre. El elemento semiconductor más usado es el silicio, el segundo el germanio ; se caracterizan por ser materiales aislantes que con un pequeño aporte de energía externa se transportan en conductores.

Los elementos químicos semiconductores

Elemento Grupos Electrones en

la última capa

Cd

12 2 e-

Al, Ga, B, In

13 3 e-

Si, C, Ge

14 4 e-

P, As, Sb

15 5 e-

Se, Te, (S)

16 6 e-

Tipos de semiconductores

Semiconductores intrínsecos

Es un cristal de Silicio o Germanio que forma una estructura tetraédrica similar a la del carbono mediante enlaces covalentes entre sus átomos, en la figura representados en el plano por simplicidad. Cuando el cristal se encuentra a temperatura ambiente algunos electrones pueden absorber la energía necesaria para saltar a la banda de conducción dejando el correspondiente hueco en la banda de valencia (1). Las energías requeridas, a temperatura ambiente, son de 1,12 eV y 0,67 eV para el silicio y el germanio respectivamente.

Obviamente el proceso inverso también se produce, de modo que los electrones pueden caer, desde el estado energético correspondiente a la banda de conducción, a un hueco en la banda de valencia liberando energía. A este fenómeno se le denomina recombinación. Sucede que, a una determinada temperatura, las velocidades de creación de pares e-h, y de recombinación se igualan, de modo que la concentración global de electrones y huecos permanece constante. Siendo "n" la concentración de electrones (cargas negativas) y "p" la concentración de huecos (cargas positivas).

Semiconductores extrínsecos

Si a un semiconductor intrínseco, como el anterior, se le añade un pequeño porcentaje de impurezas, es decir, elementos trivalentes o pentavalentes, el semiconductor se denomina extrínseco, y se dice que está dopado. Evidentemente, las impurezas deberán formar parte de la estructura cristalina sustituyendo al correspondiente átomo de silicio. Hoy en día se han logrado añadir impurezas de una parte por cada 10 millones, logrando con ello una modificación del material.

Semiconductor tipo N:

Se obtiene cuando las impurezas que se introducen en su estructura- proceso conocido como dopado tienen cinco electrones en su capa de valencia. Las impurezas más frecuentes son el arsénico, el bismuto, el antimonio y el fósforo. Por cada átomo de impureza añadido se genera un electrón libre que puede formar parte de la corriente eléctrica.

Semiconductor tipo P:

Se obtienen cuando los átomos de impurezas añadidas tienen tres electrones en la capa de valencia. Las impurezas pueden ser el indio, el aluminio, el galio o el boro. En este tipo de dopado falta un electrón para completar los enlaces covalentes entre un átomo de impureza y un átomo de silicio o germanio. Estas ausencias se denominan huecos.

DIODO

DEFINICIÓN:

Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido. Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más común en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos. El diodo de vacío (que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologías de alta potencia) es un tubo de vacío con dos electrodos: una lámina como ánodo, y un cátodo.

Diodo

Diodo en primer plano. Nótese la forma cuadrada del cristal semiconductor (objeto negro de la izquierda).

Tipo Semiconductor

Principio de funcionamiento Efecto Edison

Símbolo electrónico

Configuración Ánodo y Cátodo

DIODO SEMICONDUCTOR

Un diodo semiconductor moderno está hecho de cristal semiconductor como el silicio con impurezas en él para crear una región que contiene portadores de carga negativos (electrones), llamado semiconductor de tipo n, y una región en el otro lado que contiene portadores de carga positiva (huecos), llamado semiconductor tipo p. Las terminales del diodo se unen a cada región. El límite dentro del cristal de estas dos regiones, llamado una unión PN, es donde la importancia del diodo toma su lugar. El cristal conduce una corriente de electrones del lado n (llamado cátodo), pero no en la dirección opuesta; es decir, cuando una corriente convencional fluye del ánodo al cátodo (opuesto al flujo de los electrones).

Al unir ambos cristales, se manifiesta una difusión de electrones del cristal n al p (Je). Al establecerse una corriente de difusión, estas corrientes aparecen cargas fijas en una zona a ambos lados de la unión, zona que recibe el nombre de región de agotamiento.

A medida que progresa el proceso de difusión, la región de agotamiento va incrementando su anchura profundizando en los cristales a ambos lados de la unión. Sin embargo, la acumulación de iones positivos en la zona n y de iones negativos en la zona p, crea un campo eléctrico (E) que actuará sobre los electrones libres de la zona n con una determinada fuerza de desplazamiento, que se opondrá a la corriente de electrones y terminará deteniéndolos.

Este campo eléctrico

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