Dispositivos activos.

Introducción

En este tema conoceremos uno de los dispositivos activos conocidos como diodos, que son un tipo de dispositivos semiconductores y antes de entrar al tema necesitamos sabes ¿Qué es un dispositivo semiconductor? por ello aquí citamos algunas definiciones aclarando así la duda anterior. Un dispositivo semiconductor es aquel que posee un material con un nivel de conductividad que se localiza entre los extremos de un dieléctrico y un conductor, se clasifica en: semiconductor tipo P, semiconductor tipo N, semiconductor intrínseco y semiconductor extrínseco, este último se refiere a cuando se añade un pequeño porcentaje de impurezas se denomina extrínseco y se dice que esta dopado (proceso intencional de agregar impurezas en un semiconductor, con el fin de cambiar sus propiedades eléctricas).

1.3 Dispositivos activos.

1.3.2 Dispositivos semiconductores.

1.3.2.1 Diodos.

El diodo es el más simple de los dispositivos semiconductores pero con un papel fundamental para los sistemas electrónicos, ya que cuenta con características que lo asemejan a un interruptor sencillo. El diodo es un dispositivo de dos terminales que se representa por este símbolo

El diodo actúa como una válvula de cheque, que deja circular las cargas eléctricas en una dirección pero las impide en sentido contrario. La dirección de conducción es aquella cuando el ánodo es mas positivo que el cátodo y se sobrepasa el umbral de voltaje de alrededor de 0.7 voltios de esta forma se establece la corriente este con respecto al diodo de silicio. Ya que para el diodo de germanio se necesita 0.3 voltios para que se establezca la corriente.

DIODO SEMICONDUCTOR

Un diodo semiconductor es una unión P-N a la que se conectan dos terminales en los extremos.

Material Tipo N

Tanto los materiales tipo n como los tipo p se forman cuando se añade un numero predeterminado de átomos de impureza a una base de germanio o silicio. El material tipo n se crea al introducir a los elementos impuros que cuentan con cinco electrones de valencia (pentavalentes) como en el caso del antimonio, arsénico o el fosforo.

Como podemos ver en este ejemplo se muestra una base de silicio y sobre él se le introdujo un átomo con 5 electrones de valencia en este caso fue el fosforo, en el cual podemos notar que los cuatro enlaces covalentes están presentes mas sin embargo hay un átomo que esta libre y por lo tanto este puede moverse libremente en la nuevo materia formado. A las impurezas difundidas que cuentan con 5 electrones de valencia se denominan átomos donadores.

Material Tipo P

El material tipo P se forma mediante el dopado de un cristal ´puro de germanio o silicio con átomos de impureza que cuentan con tres electrones de valencia. Los elementos que se utilizan de forma mas frecuente para este propósito son el boro, galio y el indio.

En esta figura se muestra el efecto de estos elementos, el boro sobre de una base de silicio. Observe que ahora existe un numero insuficiente para completar los enlaces covalentes de la red recién formada. La vacante resultante se llama hueco y se representa por medio de un círculo o signo positivo que se debe a la ausencia de una carga negativa.

Las impurezas difundidas que cuentan con tres electrones de valencia se denominan átomos aceptadores.

En el momento en que estos dos materiales se unan formaran lo que es el diodo semiconductor.

Ya que el diodo es un dispositivo de dos terminales la aplicación de voltaje se puede dar en dos formas:

Polarizado Directamente: Cuando la tensión en el ánodo (regios tipo P) sea mas positiva que en el cátodo (región tipo N).

Polarizado Inversamente: Cuando la tensión de la cátodo (región tipo N) sea mas positiva que en el ánodo (regios tipo P).

Diodo LED.

Símbolo.

El LED es un tipo especial de diodo, que trabaja como un diodo común, pero que al ser atravesado por la corriente eléctrica, emite luz.

Existen diodos LED de varios colores que dependen del material con el cual fueron construidos. Hay de color rojo, verde, amarillo, ámbar, infrarrojo, entre otros. Eléctricamente el diodo LED se comporta igual que un diodo de silicio o germanio.

Si se pasa una corriente a través del diodo semiconductor, se inyectan electrones y huecos en las regiones P y N, respectivamente.

Dependiendo de la magnitud de la corriente, hay recombinación de los portadores de carga (electrones y huecos). Hay un tipo de recombinaciones que se llaman recombinaciones radiantes (aquí la emisión de luz).

La relación entre

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