TAREA DE ELECTRICIDAD Y ELECTRONICAFECHA DE ENTREGA: 18 DE MARZOTEMA: EL DIDODO SEMICONDUCTORINDICE:1. Materiales semiconductores1.1 Material intrnseco1.2 Material extrnseco2 Diodo Semiconductor2.1 Diodo de unin2.2 Funcionamiento2.3 Polarizacin directa2.4 Polarizacin Inversa2.5 Hoja de datos del 1N40002.6 Aplicaciones ( mostrar 2 circuitos y explicar su funcionamiento)2.6.1 Rectificadores2.6.2 Recortadores2.6.3 Dobladores 3 Transistor Bipolar ( BJT)3.1 Tipos NPN , PNP , dibuje3.2 Ecuaciones para sus corriente3.3 Definicin del beta3.4 Definicin del alfa3.5 Dibujar la configuracin en Emisor Comn3.6 Dibujar la configuracin en Base Comn3.7 Dibujar la configuracin en Colector Comn3.8 Aplicaciones Bsicas ( mostrar 2 circuitos y explicar su funcionamiento)3.8.1 Como amplificador3.8.2 Como Buffer3.8.3 Como un swich

1. Materiales semiconductoresPrincipios Bsicos Materiales SemiconductoresDefinicin De SemiconductorLos semiconductores son materiales cuya conductividad vara con la temperatura, pudiendo comportarse como conductores o como aislantes. Resulta que se desean variaciones de la conductividad no con la temperatura sino controlables elctricamente por el hombre.Para conseguir esto, se introducen tomos de otros elementos en el semiconductor. Estos tomos se llaman impurezas y tras su introduccin, el material semiconductor presenta una conductividad controlable elctricamente.Existen dos tipos de impurezas, las P y las N, que cambian la conductividad del silicio y determinan el tipo de cristal a fabricar. Por tanto, como hay dos tipos de impurezas habr dos tipos fundamentales de cristales, cristales de impurezas P y cristales de impurezas tipo N.El material semiconductor ms utilizado es el Silicio (Si), pero hay otros semiconductores como el Germanio (Ge) que tambin son usados en la fabricacin de circuitos. El silicio est presente de manera natural en la arena por lo que se encuentra con abundancia en la naturaleza. Adems, el Si presenta propiedades mecnicas y elctricas buenas. Su purificacin es relativamente sencilla (llegndose a Si puro del 99,99999%) y el Si se presta fcilmente a ser oxidado, formndose SiO2 y constituyendo un aislante que se utiliza en todos los transistores de la tecnologa CMOS.Cristal De Silicio PuroSe denomina semiconductor puro aqul en que los tomos que lo constituyen son todos del mismo tipo, es decir no tiene ninguna clase de impureza.

La disposicin esquemtica de los tomos para un semiconductor de silicio podemos observarla en la figura, Las regiones sombreadas representan la carga positiva neta de los ncleos y los puntos negros son los electrones, menos unidos a los mismos.La fuerza que mantiene unidos a los tomos entre s es el resultado del hecho de que los electrones de conduccin de cada uno de ellos, son compartidos por los cuatro tomos vecinos.A temperaturas bajas la estructura normal es la que se muestra en la figura en la cual no se observa ningn electrn ni hueco libre y por tanto el semiconductor se comporta como un aislante.Conduccin Del Cristal De Silicio Puro

A la temperatura ambiente (20-25 grados C.) algunas de las fuertes uniones entre los tomos se rompen debido al calentamiento del semiconductor y como consecuencia de ello algunos de los electrones pasan a ser libres. En la figura siguiente se representa esta situacin. La ausencia del electrn que perteneca a la unin de dos tomos de silicio se representa por un crculo.Cuando un electrn puede vencer la fuerza que le mantiene ligado al ncleo y por tanto abandona su posicin, aparece un hueco, y le resulta relativamente fcil al electrn del tomo vecino dejar su lugar para llenar este hueco. Este electrn que deja su sitio para llenar un hueco, deja a su vez otro hueco en su posicin inicial, De esta manera el hueco contribuye a la corriente lo mismo que el electrn, con una trayectoria de sentido opuesto a la de ste.

1.1 Material extrnseco

Para mejorar las propiedades de los semiconductores, se les somete a un proceso de impurificacin (llamadodopaje), consistente en introducir tomos de otros elementos con el fin de aumentar su conductividad. El semiconductor obtenido se denominarsemiconductor extrnseco. Segn la impureza (llamada dopante) distinguimos:

Semiconductor tipo P :se empleanelementos trivalentes(3 electrones de valencia) como el Boro (B), Indio (In) o Galio (Ga)como dopantes. Puesto que no aportan los 4 electrones necesarios para establecer los 4 enlaces covalentes, en la red cristalina stos tomos presentarn undefecto de electrones (para formar los 4 enlaces covalentes). De esa manerase originanhuecosque aceptan el paso de electrones que no pertenecen a la red cristalina. As, al material tipo P tambin se le denomina donador de huecos (o aceptador de electrones).

Semiconductor tipo N: Se emplean como impurezaselementos pentavalentes(con 5 electrones de valencia) como el Fsforo (P), el Arsnico (As) o el Antimonio (Sb).El donante aporta electrones en exceso, los cuales al no encontrarse enlazados, se movern fcilmente por la red cristalina aumentando su conductividad. De ese modo, el material tipo N se denomina tambin donador de electrones.

1.2 Material extrnsecoUn material semiconductor hecho slo de un nico tipo de tomo, se denominasemiconductor intrnseco.

Los ms empleados histricamente son elgermanio(Ge) y elsilicio(Si); siendo ste ltimo el ms empleado (por ser mucho ms abundante y poder trabajar a temperaturas mayores que el germanio).

Cada tomo de un semiconductor tiene 4 electrones en su rbita externa (electrones de valencia), que comparte con los tomos adyacentes formando 4 enlaces covalentes. De esta manera cada tomo posee 8 electrones en su capa ms externa., formando una red cristalina, en la que la unin entre los electrones y sus tomos es muy fuerte. Por consiguiente, en dicha red, los electrones no se desplazan fcilmente, y el material en circunstanciasnormalesse comporta como un aislante.

Sin embargo, al aumentar la temperatura, los electrones ganan energa, por lo que algunos pueden separarse del enlace e intervenir en la conduccin elctrica. De esta manera, la resistividad de un semiconductor disminuye con la temperatura (su conductividad aumenta). A temperatura ambiente, algunos electrones de valencia absorben suficiente energa calorfica para librarse del enlace covalente y moverse a travs de la red cristalina, convirtindose en electrones libres. Si a estos electrones, se les somete al potencial elctrico, como por ejemplo de una pila, se dirigen al polo positivo. Cuando un electrn libre abandona el tomo de un cristal de silicio, deja en la red cristalina unhueco, cuyo efecto es similar al que provocara una carga positiva.

Los electrones y los huecos reciben el nombre de portadores.La conduccin elctrica a travs de un semiconductor es el resultado del movimiento de electrones (de carga negativa) y de los huecos (cargas positivas) en direcciones opuestas al conectarse a un generador. Si se somete el cristal a una diferencia de potencial se producen dos corrientes elctricas: una debida al movimiento de los electrones libres de la estructura cristalina, y otra debida al desplazamiento de los electrones en la banda de valencia, que tendern a saltar a los huecos prximos, originando una corriente de huecos. Los electrones libres se dirigen hacia el polo positivo de la pila (ctodo), mientras que los huecos pueden considerarse como portadores de carga positiva y se dirigen hacia el polo negativo de la pila, llamado nodo (hay que considerar que por el conductor exterior slo circulan los electrones que dan lugar a la corriente elctrica; los huecos slo existen en el seno del cristal semiconductor).