Manual de Prácticas de la Asignatura: Electrónica Analógica

 Nombre de la práctica:

Introducción a los diodos semiconductores

 No. de práctica:

1

No. de sesiones:

1

 No. de integrantes máximo por equipo:

2

La electrónica  se refiere a la teoría y aplicación de dispositivos que controlan la corriente y el voltaje, entre estos se incluyen los dispositivos semiconductores del estado sólido, como los diodos.  Los semi conductores son materiales cuya resistividad está entre la de los conductores que es de  Ω-Cm y la de los aislantes que es de  Ω-Cm.[pic 4][pic 5]

Un diodo semiconductor se hace de materiales que son conductores parciales, generalmente silicio o germanio. parte del semi conductor se trata de tal manera que tenga un exceso de electrones (de material tipo n), la otra parte del semi conductor se trata de tal manera que tenga un déficit de electrones o huecos (material tipo p), a este tipo de diodo, con frecuencia se le llama unión pn, como se muestra en la figura 1.1.

En la unión entre las  dos clases de material se forma una barrera de voltaje, que impide que los electrones del material tipo n,  pasen al material tipo p. Sin embargo, cuando se aplica un voltaje con las polaridades correspondientes, es decir, polarización directa,  se vence la barrera y los electrones fluyen de n a p, bajo esta condición se dice que la unión esta polarizada directamente. La corriente sigue fluyendo mientras el voltaje siga aplicado. Cuando se invierte la polaridad del voltaje aplicado, fluye poca o ninguna corriente a través de la unión pn. Bajo esta condición se dice que el diodo esta polarizado en forma inversa. La corriente convencional fluye a través del diodo en dirección de la flecha, en tanto que los electrones fluyen en dirección opuesta a la flecha. Como se muestra en la figura 1.2.

[pic 7]

fig. 1. 2.-  Estructura de Construcción y Símbolo del diodo

El diodo semi conductor, se utiliza en electrónica como un rectificador, detector, fijador, limitador, e interruptor lógico. Algunos diodos se fabrican para soportar cientos de amperes, en tanto que otros para detectar señales de radio y otros más para que pasen rápidamente del estado no conductor al estado de conducción. El diodo ideal presenta las mismas características que un interruptor. Cuando se polariza en directa tiene resistencia cero y puede fluir la máxima corriente a través de él; cuando se polariza en forma inversa tiene resistencia infinita, (circuito abierto) y no pasa la corriente a través de él, todos los diodos polarizados directamente tiene una caída de voltaje a través de ellos cuando fluye la corriente, y todos los diodos polarizados inversamente tiene cierto flujo de corriente inversa o de fuga.

La  figura 1.3.- muestra la curva característica típica de un diodo, en la cual se observa que se necesita muy poco voltaje de polarización directa para producir un gran flujo de corriente, y naturalmente lo contrario también es cierto se necesita un voltaje de polarización inversa muy alto para producir un flujo de corriente inversa. Generalmente el voltaje inverso esta en decenas o centenas de volts, en tanto que el voltaje en directo, está en decimas de volts.

[pic 8]

Figura 1.3. Curva característica de un diodo

La curva muestra una corriente de fuga muy pequeña del orden de los micro amperes, cuando el diodo esta en polarización inversa. Al el voltaje inverso a través del diodo, se llega a un punto en el que ocurre un corte de voltaje, que hace que la pequeña corriente de fuga aumente muy rápidamente; el diodo se daña si el circuito no limita  la corriente máxima y la temperatura de la unión.

Al término de esta práctica, el alumno sabrá identificar las terminales de un diodo,  así como las formas de polarización inversa y directa de un diodo e interpretará los parámetros de voltaje contra corriente a través de su grafica de comportamiento para controlar la corriente y voltaje.

1.- El estudiante identificará ánodo, cátodo y probará un diodo semiconductor con la utilización de un milímetro para controlar la corriente y voltaje.

2.- El estudiante observará la forma en que los voltajes de polarización directa e inversa afectan al flujo de la corriente, a través de un diodo semiconductor.

3.- El estudiante mostrará la relación entre el voltaje y la corriente de un diodo semi-conductor  trazando una curva para controlar la corriente y el voltaje.