Semiconductores y diodos

UNIVERSIDAD SANTIAGO DE CALI, USC

FACULTAD DE INGENIERIA

BIOINGENIERIA

CURSO: FUNDAMENTOS DE ELECTRONICA – GRUPOS 01 Y 02

TEMAS: SEMICONDUCTORES Y DIODOS

TALLER 2 – TIPO EXAMEN

MARZO – 14 – 2023

PROFESOR: PDVA

PROBLEMA 1 [pic 1]

D1 on y D2 off

Io = [pic 3][pic 2]

     da negativa por el sentido de la corriente

D1 Off y D2 Off         

[pic 4]

Vi = [pic 5]

D1 On y D2 Off [pic 6]

Io = [pic 7]

[pic 8]

Para la representación grafica suponemos valores de Vi

Por ejemplo: · Si Vi = -5 voltios, Io = -4 miliamperios (punto A). · Si Vi = 2 voltios, Io = 2 miliamperios (punto B). · Si Vi = 6 voltios, Io = 4 miliamperios (punto C).

[pic 9]

PROBLEMA 2

En el circuito de la figura, suponiendo el diodo ideal y RL=100 [W], Vi(t) representa un

generador senoidal de 100 [V], 50 [Hz]. Calcular:

1. Valor de la máxima corriente en el circuito.
2. Dibuja la forma de onda de la tensión en la carga.
3. Tensión eficaz en la carga.

        [pic 10]         FIGURA T4. 2 [pic 11]

[pic 12]

PROBLEMA 3 -Teoría del Diodo.

Para cada una de las preguntas, de una explicación clara y concisa

1.- En un diodo polarizado, casi toda la tensión externa aplicada aparece en

1. únicamente en los contactos metálicos
2. en los contactos metálicos y en las zonas p y n
3. la zona de vaciamiento o deplexión

R/ Esa es una zona o región aislada, libre de portadores energéticos, que se origina alrededor del punto de unión de los dos materiales semiconductores dopados de diferente forma y que posee también polaridades diferentes.

2.- En los diodos LED

1. se convierte la energía luminosa en energía eléctrica
2. se genera radiación electromagnética visible debida a las recombinaciones de los pares electrón/hueco
3. se produce radiación electromagnética cuando se supera la tensión inversa de ruptura

 R/ Diodo Emisor de luz es un dispositivo semiconductor que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polarizade forma directa la unión PN en la cual circula por él una corriente eléctrica

3.- En un diodo con polarización inversa

1. no existe barrera de potencial en la zona de deplexión
2. existe una corriente inversa de saturación (Is) debida a la inyección de portadores mayoritarios
3. existe una corriente inversa de saturación (Is) dependiente de la temperatura

R/ el aumento del campo eléctrico en la región espacial de carga hace que las corrientes de difusión se vean muy reducidas, resultando únicamente una pequeña corriente inversa.

4.- Los diodos zener

1. no conducen con polarización directa
2. presentan una resistencia muy baja en la región de conducción inversa
3. pueden regular la tensión sin consumir energía

R/ Si a un diodo Zener se le aplica una tensión eléctrica positiva del ánodo respecto a en el cátodo (polarización directa) toma las características negativas de un diodo rectificador básico (la mayoría de los casos

5.- En una unión pn, el equivalente de circuito abierto en la región de polarización inversa, se logra mejor

1. a altas temperaturas
2. a bajas temperaturas
3. a temperaturas intermedias

R/ Cuando una tensión negativa en bornes del diodo tiende a hacer pasar la corriente en sentido inverso, o sea del cátodo al ánodo. Es este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prácticamente como un circuito abierto.

6.- La zona de carga de espacio

1. su anchura depende del dopaje del semiconductor
2. está constituida por portadores de electricidad
3. en directa disminuye hasta desaparecer y quemarse

R/ esta depende del voltaje que se ingrese al diodo

7.- En una unión pn sin polarizar y en equilibrio termodinámico

1. aparece una zona de deplexión en donde la concentración de cargas libres (e- y

 h+) es muy alta

1. la suma de corrientes de difusión y arrastre es cero tanto para e- como para h+
2. la concentración de e- y h+ es constante en todo el volumen

R/En condiciones de equilibrio térmico, sin ninguna excitación externa, la corriente total, suma de las dos corrientes de arrastre (de electrones y de huecos) y de las dos corrientes de difusión ha de ser cero.

8.- Si comparamos las características de los semiconductores Si y Ge a temperatura ambiente,

1. en el Ge la concentración intrínseca (ni) y la corriente inversa de saturación (Is) son menores que en el Si
2. en el Ge la tensión umbral de conducción (V) es mayor que en el Si
3. en el Ge la concentración intrínseca (ni) y la corriente inversa de saturación (Is) son mayores que en el Si

 R/ esto es debido a tipo de material de los diodos de Germanio, tienen una tensión de polarización directa de 0,3 voltios.

9.- En una unión pn, el efecto de la tensión inversa de ruptura debida al efecto zener

1. aparece únicamente en diodos con zonas p y n muy poco dopadas
2. se debe a la ionización de átomos, causada por los choques entre los portadores que se mueven a alta velocidad y los átomos
3. se puede utilizar para regular o estabilizar tensiones

R/ ya que se comportan como fuentes de voltaje fijo en un intervalo de corriente muy amplio.

10.- En una unión pn en régimen permanente

1. Existe una zona intermedia de portadores eléctricos
2. Aparecen unas corrientes de difusión
3. Existe una zona de carga descubierta
4. Aparece un campo eléctrico creciente

R/ Al poner los dos semiconductores en contacto, tendremos corrientes de difusión de electrones y huecos próximos a la unión que tienden a igualar las concentraciones.

11.- Si en un diodo el voltaje inverso aumenta de 5 a 10 V, la zona de carga de espacio

1. se hace más pequeña
2. se hace más grande
3. no le pasa nada
4. se rompe

R/ con circulación de corriente casi nula se hace mas grande

12.- Cuando un diodo tiene polarización directa, la recombinación de electrones libres y huecos puede producir

1. calor
2. luz
3. radiación
4. todas las anteriores

R/ todo esto depende del tipo de diodo que tengamos.

13.- El voltaje de codo de un diodo es aproximadamente igual a

1. el voltaje aplicado
2. la barrera de potencial
3. el voltaje de ruptura
4. el voltaje de polarización directa

R/ es donde la curva de polarización directa comienza a subir.

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