Introduccion a componente Schotky

Contenido

Introducción:        3

Justificación:        4

Objetivo General:        5

Objetivos específicos:        5

Reseña histórica:        6

Definición        7

Constitución interna:        7

Funcionamiento:        8

Graficas principales:        9

Formulas principales        9

Tipos        10

Aplicación        11

Introducción MOSFET        13

Definición:        13

Tipos        14

Constitución interna:        14

Funcionamiento:        15

Graficas principales        16

Formulas Principales        18

Conclusión:        20

Bibliografía:        21

Introducción:

En el siguiente trabajo de investigación se hablará acerca del Diodo Schottky o Diodo de Barrera, desde su creación ha sido de vital importancia en la electrónica. Al trabajar a altas frecuencias puso a la electrónica un paso más adelante, aun hoy en día sigue siendo importante por su uso y aplicaciones.

Se necesita hacer una breve descripción del diodo, además de explicar su funcionamiento, graficas principales, entre otros, ya que es necesario hacer esta aproximación a este dispositivo, por las aplicaciones de altas frecuencias este elemento es indispensable, también porque su caída de voltaje directo es muy pequeña y opera a altas velocidades.

Hoy en día al tener un avance tan rápido y tan amplio en la tecnología el Diodo Schottky el tener un dispositivo que proporciona conmutación entre los estados de conducción inversa y directa hace que sea utilizado en muchas áreas, para que en diferentes circuitos logren operar como conductor y no como un circuito abierto, para que en polarización inversa opere como lo haría normalmente.

Además, se hablará del transistor de efecto de campo metal-oxido semiconductor mejor conocido como MOSFET, el cual tiene su puerta aislada del drenaje, por lo mismo la corriente de activación de la puerta es muy pequeña. Se hablará del funcionamiento, sus tipos, formulas, entre otros.

Justificación:

Dentro del temario del curso de Electrónica 1, hay dos grandes temas en específico que en definitiva el docente no puede abarcar en clase presencial. Esto sucede debido al orden de prioridades que se establecen en el temario del curso, con el fin de que el estudiante reciba en su totalidad, la materia y práctica de los recursos didácticos de los que va a hacer uso en cursos venideros y posiblemente en sus respectivos campos laborales. Es por esta razón que se asigna la presente investigación, con el fin de que el estudiante pueda abarcar estos temas desde una perspectiva de análisis grupal; utilizando recursos tecnológicos y didácticos de información y recabando no solo un marco referente completo de los temas a evaluar, si no desarrollando, investigando y manejando información importante de los mismos para el desarrollo de procesos de autoaprendizaje y formación de cultura general de otros dispositivos semiconductores de dos y tres terminales.

Objetivo General:

Completar en su totalidad el temario del curso, por medio de la asignación de una investigación que abarque el estudio de otros dispositivos semiconductores de 2 y 3 terminales.

Objetivos específicos:

• Explicar el funcionamiento del Diodo Schottky del MOSFET.
• Conocer los campos de aplicación del Diodo Schottky y del MOSFET.
• Definir el concepto del transistor MOSFET.

Marco referente:

Reseña histórica:

Walter Schottky, físico alemán cuya investigación en física de estado sólido y electrónica lograron la creación de varios dispositivos que ahora llevan su nombre, entre ellos el diodo Schottky.

Graduado de la universidad de Humboldt en Berlín, Schottky crea su tesis bajo el título: "Zur relativtheoretischen Energetik und Dynamik" (“Energética y Dinámica relativistas”). Sus investigaciones continúan en el instituto de física de la Universidad de Lena y es en 1913 cuando logra comprobar experimentalmente su ley del flujo de electrones que atraviesan los tubos electrónicos también conocido como “Ecuación de Schottky”.

Schottky inventa el tetrodo en 1915 y es un año después cuando se une a la empresa Siemens sin dejar de lado sus estudios sobre termodinámica de los gases enrarecidos (ionización y emisión luminosa térmica). Para 1923 Schottky es contratado como profesor de Física teórica en el Universidad de Rostock en Alemania, sin embargo, en 1927 abandonó la Universidad para tomar la dirección del Centro de Investigación de Siemens & Halske. Es en este periodo en donde Schottky crea los fundamentos de la física de los semiconductores y de la electrónica. Entre sus descubrimientos más importantes podemos encontrar el efecto Schottky conocido como el flujo de electrones en los tubos electrónicos, el Diodo Schottky, el contacto Schottky, las barreras de Schottky en los semiconductores y la ecuación Schottky (también llamada ley de electrización de Langmuir-Schottky).

[pic 1]

Walter H. Schottky

Procedimiento:

Definición

Es un dispositivo semiconductor que proporciona conmutaciones muy rápidas entre los estados de conducción directa e inversa y muy bajas tensiones umbrales (tensión de codo). La dirección de codo es la diferencia de potencial mínima necesaria para que el diodo actúe como conductor en lugar de circuito abierto; esto dejando de lado la región zener que es cuando existe una diferencia de potencial lo suficientemente negativo para que a pesar de estar polarizado en inversa este opere de forma similar a como lo haría regularmente.

Constitución interna:

Está constituido por una ensambladura entre una terminal térmica y un material semiconductor ya sea tipo N o tipo O. Un diodo Schottky, se forma colocando una película metálica en contacto directo con un semiconductor, según lo indicado en la imagen 1. El metal se deposita generalmente en un tipo de material N, debido a la movilidad más grande de los portadores en este tipo de material. La parte metálica será el ánodo y el semiconductor, el cátodo.

[pic 2]

Imagen 1. Constitución interna del diodo Schottky.

Funcionamiento:

En la imagen 1 se aprecia como tiene un contacto óhmico el cual se encarga de la secuencia de la corriente. Así como al tener el contacto entre un metal y una región semiconductora con la densidad del dopante relativamente baja, las hojas dominantes del efecto deben ser el resistivo, comenzando también a tener un efecto de rectificación.

En una deposición de aluminio Al, como se aprecia en la imagen 1, los electrones del semiconductor tipo N migran hacía el metal, creando una región de transición en la ensambladura.

Se puede observar que solamente los electrones (los portadores mayoritarios de ambos materiales) están en tránsito. Su conmutación es mucho más rápida que la de los diodos bipolares, una vez que no existan cargas en la región tipo N, siendo necesaria rehacer la barrera de potencial (típicamente de 0,3V). La Región N tiene un dopaje relativamente alto, a fin de reducir la pérdida de conducción, por esto, la tensión máxima soportable para este tipo de diodo está alrededor de los 100V.

A frecuencias bajas un diodo normal puede conmutar fácilmente cuando la polarización cambia de directa a inversa, pero a medida que aumenta la frecuencia el tiempo de conmutación puede llegar a ser muy alto, poniendo en peligro el dispositivo.

Así se dice que el diodo Schottky es un dispositivo semiconductor de portador mayoritario. Así que, si los portadores mayoritarios son materiales tipo N, solo estos tendrán un papel importante en la operación del diodo, así de esta manera el diodo trabajara de manera más efectiva y rápida.

Graficas principales:

Los diodos de Schottky tiene una tensión umbral de aproximadamente 0.2V a 0.4V. Donde la corriente inversa se encuentra la zona de ruptura V vs I y en la parte corriente directa cuando llega al voltaje de umbral supera la barrera y se dice que conduce.

[pic 3]

[pic 4]

Formulas principales

La ecuación de Schottky:

[pic 5]

Al reducirla eliminando algunos términos insignificantes quedando la misma de la siguiente manera:

[pic 6]

Definiendo los términos dela ecuación anterior:

Io= constante de saturación.

n= factor de calidad del fabricante.

Vt= voltaje térmico del diodo.

Vd= voltaje del diodo.

El valor de Vt se calcula:

[pic 7]

• Constante de Bolzman ().[pic 8]
• Carga del electrón = q
• Temperatura en grados kelvin = T.

Tipos        

• TTL-S: Serie rápida.
• TTL-ALS: Versión mejorada de la serie AS (avanzada).
• TTL-F: Versión fast.
• TTL-AS: Versión mejorada de la serie anterior.
• TTL-LS: Versión de bajo poder (Combinación de tec. L y S).

Los tipos ALS y AS que le dan un mejor tiempo de conmutación a los transistores, lo cual permiten obtener una mejor relación de velocidad/potencia.

 El tipo ALS posee mayor potencia, pero menor velocidad que el LS

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