catalogo semiconductores
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Colegio vocacional Monseñor Sanabria
Electrotecnia
Control de maquinas eléctricas
Catalogo de semiconductores
Alonso Retana Corrales
Sección: 5-10
Fecha de entrega: miércoles 26 de marzo
Diodo rectificador
Características:
Es un dispositivo semiconductor formado por dos materiales uno tipo “N” y
uno tipo “P” que van a ser el cátodo y el ánodo respectivamente. Cuando a
este se le aplica un voltaje en polarización directa, mayor a 0.7V, deja pasar la
corriente con una resistencia muy pequeña, idealmente nula y en
polarización inversa funciona como un interruptor abierto, idealmente con
una corriente nula, esto siempre y cuando no sobrepase el voltaje de ruptura
lo que dañaría el dispositivo y permitiría el paso de corriente. Esto se puede
expresar en una curva característica de funcionamiento:
En la curva podemos observar que
al aplicarle un voltaje en
polarización directa, empieza a
fluir la corriente significativamente
sobrepasados los 0.7V
En inversa fluye una cantidad
mínima hasta que se sobrepasa el
voltaje de ruptura, lo que daña el
diodo y deja circular la corriente
Diodo Zener
Características:
Este diodo está diseñado para trabajar en las zonas de ruptura pero igual está
formado por un material tipo “N” y otro tipo “P”. En polarización directa se
comporta como un diodo rectificador común, pero su verdadera función se
demuestra en polarización inversa donde este trabaja como un regulador de
tensión dejando pasar una cantidad constante de voltaje hasta el momento
que se sobrepasa su corriente de trabajo en la que este se daña y empieza a
funcionar como un diodo convencional.
Analizando la curva del diodo Zener se ve que conforme se va aumentando
negativamente el voltaje aplicado al diodo, la corriente que pasa por el
aumenta muy poco. Pero una vez que se llega a un determinado voltaje,
llamada voltaje o tensión de Zener (Vz), el aumento del voltaje (siempre
negativamente) es muy pequeño, pudiendo considerarse constante.
Diodo túnel
Características:
Fue descubierto por un físico japonés al contaminar en exceso el material
básico, por lo que presenta una característica tensión-corriente muy peculiar,
la corriente empieza a aumentar casi proporcionalmente a la tensión, hasta
alcanzar un valor máximo llamado corriente de cresta, en este punto, si el
voltaje aumenta la corriente empieza a bajar hasta un mínimo llamado
corriente de valle, desde el cual de nuevo aumenta, al principio a un ritmo
lento pero luego sigue incrementando hasta el punto de poner en riesgo la
integridad del diodo, pudiendo destruirlo. Este diodo tiene aplicaciones
reducidas por su corriente de fuga tan grande.
En la curva se ve claramente como al
aumentar el voltaje, la corriente hace
el ciclo de corriente de cresta,
corriente de valle y el aumento final,
a este se le llama el efecto túnel.
LED
Este diodo llamado así por sus siglas en ingles Light Emisor Diodo, presenta la
característica importante de que produce luz cuando esta polarizado en
directa y deja de hacerlo en inversa. Este tipo de diodos tienen infinidad de
aplicaciones, desde señales de alerta hasta propiamente para lámparas y
otros dispositivos de iluminación. Como desventaja de estos se podría incluir
que se queman con relativa facilidad pero se controla fácilmente al disminuir
la corriente que los atraviesa.
Podemos observar que tiene una
curva muy similar o casi igual a la de
un diodo rectificador común, en
polarización directa conduce
sobrepasados los 0.7V y en inversa
deja pasar una pequeña corriente
de fuga hasta que se sobrepasa su
voltaje de trabajo y se daña
permitiendo el paso de corriente.
Fotodiodo
Es un semiconductor construido con una unión “PN” sensible a la incidencia
de luz infrarroja o luz visible. Para que este funcione se polariza
inversamente y así al verse en contacto con un tipo de luz predeterminado
este conducirá y dejara circular la corriente. Cuanto mayor es la cantidad de
luz que incide en el fotodiodo mayor va a ser la corriente que fluye a través
del fotodiodo. Por la forma de su construcción se comportan como celdas
fotovoltaicas. Tiene un tiempo de respuesta menor al de una LDR.
Al estar conectado inversamente solo
fluye la corriente de oscuridad, que es la
corriente que se genera al no tener una
señal óptica. Al incidir una señal
empieza a fluir corriente y el voltaje
inverso entre las terminales se reduce.
BJT
Es un transistor de unión bipolar que consiste en dos uniones “PN”
ordenadas “PNP” o “NPN”. Este es un componente que permite controlar el
paso de corriente a través de él dependiendo de la polarización de sus tres
terminales, colector base y emisor. La unión base-emisor se polariza en
directa y la unión base-colector en inversa. Se le llama amplificador porque
cuando se le introduce una pequeña corriente en la terminal de base, este da
paso a la corriente entre colector y emisor. Tiene infinidad de utilidades y
posibilidades de funcionamiento. Existen varios tipos de encapsulados que
van a variar dependiendo de la potencia de trabajo del transistor.
Un transistor tiene varias zonas de
funcionamiento. Cuando se aplica
un voltaje entre base-emisor
empieza a aumentar la corriente
rápidamente, esta es la zona de
saturación, después de esto pasa a
la región activa donde aunque
aumente el voltaje, la corriente se
va a mantener muy estable, si se
sobrepasa el voltaje de funcionamiento este entra en la zona de ruptura
donde el componente se daña.
FET
Es un transistor de efecto de campo, es unipolar ya que existe solo un tipo de
portador de cargas, tienen tres terminales llamadas surtidor, drenador y
puerta. Este controla un flujo de corriente, aplicando un campo eléctrico
perpendicular a la trayectoria de la corriente. La terminal de drenaje se
polariza positivamente con respecto a la terminal de fuente (surtidor), y la
puerta negativamente con respecto a la fuente. A mayor voltaje en la puerta,
más angosto se vuelve el canal de paso entre drenador y fuente por lo que se
dificulta el paso de la corriente hasta un punto donde se cierra totalmente el
paso, este es diferente en cada FET.
Analizando la grafica podemos observar que, con forme se aumenta la
tensión surtidor-drenador aumenta la corriente rápidamente hasta llegar a
un punto donde se mantiene fijo (voltaje de estricción). Si el voltaje aplicado
sobrepasa su valor de ruptura este se dañará. En la grafica vemos varias
líneas, correspondientes a diferentes tensiones de puerta.
MOSFET
Este es un transistor se efecto de campo muy similar a un FET, con un
funcionamiento casi idéntico, con la deferencia de que poseen una terminal
de sustrato que generalmente está conectada internamente con la terminal
de puerta, además la terminal de puerta se encuentra aislada, produciendo
una resistencia de entrada muy elevada y una corriente de puerta casi nula.
Este componente puede funcionar tanto en la forma de enriquecimiento
como de empobrecimiento, dependiendo de la polaridad del voltaje de
puerta.
De la grafica podemos interpretar
que conforme se va incrementando
el voltaje drenador-surtidor
también aumenta la corriente
proporcionalmente hasta un punto
donde se mantiene constante.
Observamos que se consiguió la
mayor corriente con la tensión
puerta-drenador mas elevada, y
que se cierra el flujo conforme va disminuyendo el valor o la tensión se
vuelve negativa, lo que corresponde al modo de empobrecimiento.
SCR
Es un tipo de tiristor, que es un dispositivo semiconductor que controla el
paso de la corriente entre sus terminales de ánodo y cátodo a través de una
terminal de puerta. Está formado por tres uniones de materiales “PNPN” o
bien “NPNP”. En polarización inversa se comporta como un diodo común ya
que no conduce. Es polarización directa tampoco conduce, hasta que se
aumenta el voltaje en la terminal de compuerta lo suficiente como para que
este se dispare, después de esto, el SCR queda condiciendo hasta que la
corriente pasa por cero, lo que lo desactivará y será necesario que se dispare
de nuevo para que vuelva a conducir.
Podemos observar que polarizado
en inversa se comporta como un
diodo común, pero, en directa se
observa que conforme se aumenta
el voltaje y la corriente que pasa
por la terminal de compuerta la
corriente ánodo-cátodo va
aumentando lentamente hasta un
punto donde el voltaje disminuye
de repente y empieza a fluir la
corriente, lo que nos indica que el
SCR se disparó.
TRIAC
Es un tiristor que al dispararlo conduce hasta que la corriente pasa por cero
donde este se desactiva y vuelve a su estado de no conductor. Es
bidireccional, lo que significa que puede conducir en ambos sentidos,
siempre y cuando se dispare. Se puede disparar con corrientes entrantes y
salientes. Se utiliza en aplicaciones de relativa baja potencia.
Si se presta atención, se puede notar que es igual a la curva de un SCR solo
que se puede disparar en ambos sentidos, ya no se comporta como un diodo
en polarización inversa sino como otro SCR en directa. Igualmente, conforme
fluye corriente a través de la compuerta, va aumentando el voltaje hasta un
punto donde este baja y empieza a conducir la corriente ánodo-cátodo.
DIAC
Este dispositivo es un tiristor que no utiliza compuerta, y su forma de
operación es bastante sencilla, cuando el voltaje entre sus terminales supera
un valor nominal, este se dispara y empieza a conducir, y es bidireccional ya
que podría conducir en cualquiera de los dos sentidos, dependiendo de la
polarización. Igualmente se apaga cuando la corriente pasa por cero.
Es similar a la curva del resto de
los tiristores, solo que la
corriente no empieza a fluir sino
hasta que se dispara el
componente, después de esto
disminuye el voltaje y aumenta
la corriente rápidamente.
Igbt
Este es un dispositivo hibrido que reúne características de diferentes
componentes ya que posee las propiedades de conducción de un “BJT”, ya
que puede soportar altas corrientes con voltajes de saturación bajos y la
compuerta aislada de un “MOSFET” para la terminal de control, lo que
permite controlar la conducción por medio de tensión. No obstante, no se
consideran dispositivos ideales por su tiempo de respuesta que suele ser,
relativamente lento y porque muchas veces no incluyen el diodo de
seguridad de los “MOSFET”
su forma de trabajo es casi idéntica a
la de un “MOSFET” ya que como
vemos en la grafica, conforme se
aumenta el voltaje aplicado a la
terminal de compuerta y el
dispositivo se satura, va
incrementando la corriente entre el
emisor y el colector hasta que llegue
a su voltaje de ruptura y se dañe el
dispositivo