TRABAJO COLABORATIVO # 2 (FÍSICA ELECTRÓNICA

TRABAJO COLABORATIVO # 2

(FÍSICA ELECTRÓNICA)

PRESENTADO POR

JADER NAYID BETIN ATENCIA

TUTOR (A)

JORGE ESTRADA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD)

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

2013

INTRODUCCIÓN

Este trabajo nos entregará los resultados obtenidos del estudio de la electrónica como lo son sus conceptos básicos aplicables en los diferentes entornos aplicativos de la misma y de nuestra vida.

Es así como paralelamente a la electrónica es funcional la física eléctrica y las matemáticas ya que las operaciones que se realizan para un correcto funcionamiento de los dispositivos, es necesario pasar primero por comprobaciones virtuales y lógicas para evitar fallos considerables al momento del montaje de algún circuito.

Siendo así que la aparición de los transistores son un hallazgo fundamental en el desarrollo de la tecnología, ya que su funcionamiento nos ha dado aportes importantes como las invenciones dentro de los sistemas lógicos como los son los equipos de procesamiento de datos.

OBJETIVOS

GENERAL:

●Identificar, aplicar y determinar lo aprendido en la segunda unidad del modulo

ESPECIFICOS:

●comprender la temática del curso física electrónica analizando y ejecutando los ejercicios propuesto de la segunda unidad

●fortalecer el conocimiento de los estudiantes con el desarrollo de la segunda unidad del curso física electrónica.

1. MATERIALES CONDUCTORES, SEMICONDUCTORES Y AISLANTES

NOMBRE DEFINICION EJEMPLO

Conductor Son los materiales que, puestos en contacto con un cuerpo cargado de electricidad, transmiten ésta a todos los puntos de su superficie. Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones. Existen otros materiales, no metálicos, que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como son el grafito, las soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) y cualquier material en estado de plasma. Para el transporte de la energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el metal más empleado es el cobre en forma de cables de uno o varios hilos.

Un caso especial es lo que se denomina superconductividad, que no es más que la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica sin resistencia y pérdida de energía en determinadas condiciones.

Plata, cobre, aluminio puro (97%), Zinc puro, Latón, Bronce con fósforo, Hierro, Níquel, Acero, Oro, Agua, plomo, estaño, platino,

Semiconductor Un semiconductor es una sustancia que se comporta como 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, que se utiliza en la fabricación de componentes electrónicos como transistores y diodos.

Silicio, germanio, salenio, arseniuro de galio, seleniuro de zinc, teluroro de plomo, cadmio, aluminio, boro, indio, antimonio, arsénico, fósforo,

Aislante Son los materiales que no conducen la electricidad, por lo que pueden ser utilizados como aislantes. Aunque no existen materiales absolutamente aislantes o conductores, sino mejores o peores conductores, son materiales muy utilizados para evitar cortocircuitos (forrando con ellos los conductores eléctricos, para mantener alejadas del usuario determinadas partes de los sistemas eléctricos que, de tocarse accidentalmente cuando se encuentran en tensión, pueden producir una descarga) y para confeccionar aisladores (elementos utilizados en las redes de distribución eléctrica para fijar los conductores a sus soportes sin que haya contacto eléctrico). Algunos materiales, como el aire o el agua, son aislantes bajo ciertas condiciones pero no para otras. El aire, por ejemplo, es aislante a temperatura ambiente pero, bajo condiciones de frecuencia de la señal y potencia relativamente bajas, puede convertirse en conductor. Vidrio, cerámica, plásticos, goma, mica, cera, papel, madera seca, porcelana, cuarzo, losa, hules, látex, resina, nylon, algunas grasas para uso industrial y electrónico y la baquelita.

2. SEMICONDUCTOR TIPO N Y TIPO P

2.1. SEMICONDUCTOR TIPO N

Un Semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de carga libres (en este caso negativos o electrones).

Cuando se añade el material dopante, aporta sus electrones más débilmente vinculados a los átomos del semiconductor. Este tipo de agente dopante es también conocido como material donante, ya que da algunos de sus electrones.

El propósito del dopaje tipo n es el de producir abundancia de electrones portadores en el material. Para ayudar a entender cómo se produce el dopaje tipo n considérese el caso del silicio (Si). Los átomos del silicio tienen una valencia atómica de cuatro, por lo que se forma un enlace covalente con cada uno de los átomos de silicio adyacentes. Si un átomo con cinco electrones de valencia, tales como los del grupo 15 de la tabla periódica (ej. fósforo (P), arsénico (As) o antimonio (Sb)), se incorpora a la red cristalina en el lugar de un átomo de silicio, entonces ese átomo tendrá cuatro enlaces covalentes y un electrón no enlazado. Este electrón extra da como resultado la formación de "electrones libres", el número de electrones en el material supera ampliamente el número de huecos, en ese caso los electrones son los portadores mayoritarios y los huecos son los portadores minoritarios. A causa de que los átomos con cinco electrones de valencia tienen un electrón extra que "dar", son llamados átomos donadores. Nótese que cada electrón libre en el semiconductor nunca está lejos de un ion dopante positivo inmóvil, y el material dopado tipo N generalmente tiene una carga eléctrica neta final de cero.

Enlace covalente de átomos de germanio, obsérvese que cada átomo

comparte cada uno de sus electrones con otros cuatro átomos

Si en una red cristalina de silicio (átomos de silicio enlazados entre sí) sustituimos uno de sus átomos (que como sabemos tiene 4 electrones en su capa exterior) por un átomo de otro elemento que contenga cinco electrones en su capa exterior, resulta que cuatro de esos electrones sirven para enlazarse con el resto de los átomos de la red y el quinto queda libre.

Semiconductor dopado tipo N

A esta red de silicio "dopado" con esta clase de impurezas se le denomina "Silicio tipo N" En esta situación hay mayor número de electrones que de huecos. Por ello a estos últimos se les denomina "portadores minoritarios" y "portadores mayoritarios" a los electrones

Las Impurezas tipo N más utilizadas en el proceso de dopado son el arsénico, el antimonio y el fósforo. Está claro que si a un semiconductor dopado se le aplica tensión en sus bornas, las posibilidades de que aparezca una corriente en el circuito son mayores a las del caso de la aplicación de la misma tensión sobre un semiconductor intrínseco o puro.

2.2. SEMICONDUCTOR TIPO P

Un Semiconductor tipo P se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado, añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de carga libres (en este caso positivos o huecos).

Cuando se añade el material dopante libera los electrones más débilmente vinculados de los átomos del semiconductor. Este agente dopante es también conocido como material aceptor y los átomos del semiconductor que han perdido un electrón son conocidos como huecos.

El propósito del dopaje tipo P es el de crear abundancia de huecos. En el caso del silicio, un átomo tetravalente (típicamente del grupo 14 de la tabla periódica) se le une un átomo con tres electrones de valencia, tales como los del grupo 13 de la tabla periódica (ej. Al, Ga, B, In), y se incorpora a la red cristalina en el lugar de un átomo de silicio, entonces ese átomo tendrá tres enlaces covalentes y un hueco producido que se encontrará en condición de aceptar un electrón libre.

Así los dopantes crean los "huecos". No obstante, cuando cada hueco se ha desplazado por la red, un protón del átomo situado en la posición del hueco se ve "expuesto" y en breve se ve equilibrado como una cierta carga positiva. Cuando un número suficiente de aceptores son añadidos, los huecos superan ampliamente la excitación térmica de los electrones. Así, los huecos son los portadores mayoritarios, mientras que los electrones son los portadores minoritarios en los materiales tipo P. Los diamantes azules (tipo IIb), que contienen impurezas de boro (B), son un ejemplo de un semiconductor tipo P que se produce de manera natural.

Enlace covalente de átomos de germanio, obsérvese que cada átomo comparte

cada uno de sus electrones con otros cuatro átomos

Si en una red cristalina de silicio

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