1.- Introduccin a la electrnicaDefnicin : Fsica, cargas elctricas,materiales, semiconductores.Herramientas e instrumentos:Pinzas MultmetroCautn Fuente de voltajeCaimanes..... scilosco!io....Conocimientos "#sicos: Carga, cam!o elctrico $ magntico, di%erencia de !otencial, corriente, voltaje.&e$es'm, (irc''o) *&+(, &C(,, Ca!acitancia, -nductancia, divisor de voltaje $ de corriente,circuitos e.uivalentes de /'evenin $ de 0orton.Dis!ositivos: 1m!lifcadores o!eracionales, Diodos, transistores, dis!ositivos digitales *com!uertas, contadores, 2i! 2o!s...,, convertidores, !ic3s, microcontroladores, micro!rocesadores, D4P...1!licaciones:Mdicas, sociales, entretenimiento, investigacin, aeron#utica, aeroes!acial, navegacin, trans!orte.....2.- SemiconductoresSEMICONDUCTORES: Materiales que poseen un nivel de conductividad sobre algn punto entre los extremos de un aislante y un conductor.COBRE:= !"#"cmM$C%:= !&"cm'$($C$O= )! x !*"cm+ERM%,$O:= )! "cm "%lto nivel de pure-a"Existen grandes cantidades en la naturale-a."Cambiodecaracter.sticasdeconductoresaaislantepormediodeprocesosdedopadoo aplicaci/n de lu- / calor. MATERIALES SEMICONDUCTORES 0+ERM%,$O 1 '$($C$O2:Estructura at/mica: Red cristalinaEnlaces entre 3tomos: CovalentesElectrones de valencia: 44emiconductor intrnsecoEnlace covalente rotoElectr/n libre% temperatura ambiente algunos de los enlaces covalentes se rompen y producen electrones libres y 5uecos que contribuyen a la conducci/n.Electr/n libre6uecosBanda de conducci/nBanda de valenciaCorriente en un semiconductor Cuando se aplica un campo el7ctrico a un semiconductor intr.nseco8 se produce una corriente 9ormada por dos componentes: corriente de electrones en contra del campo n corriente de 5uecos a 9avor del campo.I = q A p p E + q A n n E =q A 0p p + n n 2E:onde p es la densidad de 5uecos8 n la densidad de electrones8 p es la movilidad de 5uecos y n es la movilidad de electrones.% temperatura ambiente n = !& para 'i y !; para +e.Banda de conducci/nBanda de valenciaEE-m!urezas donadorasElectr/n de valencia del antimonio,ivel de energ.a del donadorEg = !.!) 'i= !.! +eElectrones libres-m!urezas ace!torasEnlace 05ueco2 no completado por el 3tomo de B8 +a8 $n,ivel de energ.a del donadorEg = !.!) 'i= !.! +e6uecos libresBandas en semiconductores intr.nsecos y dopados:(os portadores mayoritarios son los portadores que est3n en exceso en un semiconductor dopado. En los semiconductores tipo n son mayoritarios los electrones y en los tipo p los 5uecos. (os portadores en de9ecto se llamas portadores minoritarios.4emiconductores do!adosPro!iedades de 4i $ 5eDo!ado no uni%orme:ebido a la de9erencia de concentraci/n de portadores debe existir una corriente de di9usi/n en el material8 por lo tanto debe existir una corriente de arrastre 0y un campo el7ctrico2 que equilibre la corriente de di9usi/n.p

p& ipo , >ipo ?Banda de valencia,ivel de =ermi,ivel de =ermiBanda de conducci/n>ipo ,>ipo ?Banda de valencia,ivel de =ermi,ivel de =ermi6nin !7n en e.uili"rionadpxNNx =(os 5uecos del lado p se di9unden a trav7s de la uni/n 5acia el lado n y lo mismo pasa con los electrones del lado n 5acia el lado p.(os electrones di9undidos del lado p se combinan con los 3tomos aceptores 9ormando una regi/n de 3tomos cargados negativamente y los 5uecos que se di9unden del lado n se combinan con los 3tomos donadores 9ormando una regi/n de 3tomos cargados positivamente.El proceso se interrumpe cuando el potencial 9ormado por las dos regiones cargadas es su9iciente para impedir el 9lu@o de m3s cargas el7ctricas.? ,AAAARegi/n de agotamientoEl anc5o de la regi/n de agotamiento depende de las concentraciones Nd y Na.+ariacin de 8, 9 $ + en la zona de agotamientoConcentracin de 'uecos $ electrones(a concentraci/n de 5uecos y electrones en el diodo de uni/n se muestra en la siguiente 9igura. 'e suponen Na < Nd.Polarizacin inversaConsideremos un diodo pn polari-ado como se muestra.(a polari-aci/n @ala a los 5uecos y a los electrones ale@3ndolos de la uni/n incrementando el anc5o de la regi/n de agotamiento.'e produce una pequeBa corriente de 5uecos provenientes del lado n y electrones de lado p llamada Corriente Inversa de Saturacin.p n APolarizacin directaConsideremos un diodo pn polari-ado como se muestra.(a polari-aci/n empu@a a los 5uecos y a los electrones acerc3ndolos a la uni/n disminuyendo el anc5o de la regi/n de agotamiento.'e produce una corriente de 5uecos provenientes del lado p y electrones de lado n. (os 5uecos insertados en el lado n 9orman una corriente de di9usi/n de portadores minoritariosp n ACorriente de !ortadores minoritarios en el diodo !olarizado directamente( ) ( )!! =TV Vpn ppneLp AqDI'e puede demostrar que la corriente de 5uecos inyectada al lado n es:p n AIcorrientedistanciaIpn0!2Inp0!2Ipn0x2Inp0x2NA > NDV( ) ( )!! =TV Vnn nnpeLn AqDI'imilarmente para electronesCorrientes de !ortadores ma$oritariosIcorrientedistanciaIpnInpNA > NDInnIpp%dem3s de la corriente de portadores minoritarios en cada secci/n del diodo8 deben existir corrientes de arrastre de portadores mayoritarios Ipp y Inn.(a corriente total que circula por un diodo p"n polari-ado esta dada por:( ) =TV Voe I ICaracterstica corriente voltaje del diodo( ) =TV Voe I I(a corriente del diodo real en 9unci/n del volta@e esta dada por::onde espara +e y & para 'i.NIVELESDEENERGA:Mientrasm3sdistantese encuentreelelectr/ndelncleomayoreselestadode energ.a8ycualquierelectr/nque5ayade@adosu3tomo8 tieneunestadodeenerg.amayorquecualquierelectr/n en la estructura at/mica.Banda de conducci/nBanda pro5ibidaEg < ) eCBanda de valenciaBanda de conducci/nBanda pro5ibidaEg = .8 !.#D8 .4 eCBanda de valenciaBanda de conducci/nBanda de valencia%islante 'emiconductor ConductorMaterial $ntrinsecoMateriales extrinsecosTIPOnTIPOpSiSi SiSi Si SiSi Si SiSi Si SiSi 5 SiSi Si SiSi Si SiSi 4 SiSi Si Si%ntimonio%rs7nico=/so9oroBoro+alio$ndioP o r t a d o r e sm a $ o r i t a r i o sP o r t a d o r e sm i n o r i t a r i o s- o n e sd o n a d o r e sP o r t a d o r e sm a $ o r i t a r i o sP o r t a d o r e sm i n o r i t a r i o s- o n e sa c e ! t o r e sTIPOn TIPOp2.1 UNION p-n: e g i n d ea g o t a m i e n t o/ i ! o !/ i ! o nDIODOEs un elementos de dos terminales 9ormado por una unin p-n; 7EnodoC3todoModelado de diodoModelo $deal:Modelo 'impli9icado:Modelo de segmentos l.neales:+ D- D+ D- D+ /+ D- D+ /ravC>C>rav E@emplos2.! Diodo "ene#Este diodo a di9erencia de un diodo semiconductor de prop/sito general8 traba@a en la regi/n de polari-aci/n negativa. Es decir que la direcci/n de la conducci/n es opuesta a la de la 9lec5a sobre el s.mbolo. Claro el volta@e Feneres muc5as veces menor que C$? de un diodo semiconductor8 este control se logra con la variaci/n de los niveles de dopado. (os volta@es -ener van desde .G C. 5asta &!!C8 con rangos de potencia de H I 5asta )!I.%,%($'$': .:eterminar el estado del diodo Fener mediante sueliminaci/n del circuitos de la red y el c3lculo del volta@ede circuito abierto resultante&.'ustituir el circuitos equivalente adecuado y resolverlo para las inc/gnitas deseadas.R 2R 1D 1 BT 1122.4 An$lii de %i#%&i'o %on diodoCon (&en'e de %d.":etermine el estado del diodo"'ustituya el equivalente adecuado":etermine los par3metros restantes de la red.ER3ER3:etermine C:88 CR8 $:. %mbos casosE=GC8 !.)R*=&.&J8 .&J12VGe Si5.6kCR8 $R12VSi5.6kSiC: 8 C:&8 $:8 CR.10V5V2.2KSi4.7K1210V12Si330SiAC!"C:8 $:8 C!.AC!" $:8 $:&8 $R8 C!.1 21 212V Si 2.2KGeCR.SiSi3.3K5.6K20V $R8 $R&82.5Apli%a%ione Re%'i(i%ado#e) 'u principal uso es en sistemas electr/nicos encargados de reali-ar una conversi/n de potencia de ac8 en potencia de dc.:E ME:$% O,:%:V1D21 21k0120 1k1 2Time0s 1ms 2ms 3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 10msV(D1:2)-20V0V20VSEL>>V1(V2)-20V0V20VTime0s 1ms 2ms 3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 10msV(R1:1)-20V0V20VSEL>>V1(V2)-20V0V20VT1 1 564 8SiSiRCO,>R%,'=ORM%:ORE'::E O,:% COM?(E>%:1k12121212Time0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0msV(V2:+)-20V-10V0V10V20VRecortadores:>ienen la capacidad de recortar una porci/n de la seBal de entrada sin distorisionar la parte restante de la 9orma de onda alterna.'ER$E:Time0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0msV(R1:2)-20V0V20VSEL>>V(V10:+)-20V0V20V1kD25VTime0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0msV(D1:2) V(V1:+)-20V-10V0V10V20V4V1k'u@etadores o cambiadores de nivel:C1C1V15V:etectores de seBal:21C112ACin"ACout"