teoría y características del diodo de unión
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TEORÍA Y CARACTERÍSTICAS DEL DIODO DE UNIÓN
SEMICONDUCTORES
Son elementos con propiedades eléctricas entre las de un conductor y las de un aislante.
Ejemplos: Silicio y el Germanio.
- Dispositivos Semiconductores: Diodos de Unión, Diodos Zener, Transistores, Circuitos Integrados.
Características:
-Son sólidos.
- Presentan 4 electrones de valencia.
ANALISIS DEL SILICIO
Después del oxígeno, es el elemento más abundante de la tierra.
Número Atómico: 14.
Distribución Electrónica:1s22s22p63s23p2.
Tiene 4 electrones de valencia.
TIPO DE SEMICONDUCTORES
SEMICONDUCTORES INTRINSECOS
Es un semiconductor puro, esto es, cada átomo del cristal es un átomo de silicio.
A temperatura ambiente se comporta como un aislante porque solo tiene unos pocos electrones libres y huecos debidos a la energía térmica.
SEMICONDUCTORES EXTRINSECOS
Los materiales semiconductores en su estado intrínseco no conducen bien la corriente y su valor es limitado. Esto se debe al número limitado de electrones libres presentes en la banda de conducción y huecos presentes en la banda de valencia.
El silicio intrínseco (o germanio) se debe modificar incrementando el número de electrones libres o huecos para aumentar su conductividad y hacerlo útil en dispositivos electrónicos. Esto se hace añadiendo impurezas al material intrínseco.
EL DIODO NO POLARIZADO
SEMICONDUCTOR = RESISTOR
UNION P-N
POLARIZACION DIRECTA
FLUJO DE ELECTRONES LIBRES
CORRIENTE DE SATURACION
ZONA DE DEPLEXION
DIODO
Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido, mientras que bloquea el sentido contrario.
Para saber cómo funciona, debemos conocer algunos puntos importantes de semiconductores como: polarización directa, inversa, disrupción, niveles de energía, etc…
DISRUPCION
¿Qué es disrupción?
Tensión máxima en inversa (50 v).
Portadores minoritarios, generan alta corriente producido por “voltaje de avalancha”.
Exceder la tensión de disrupción no significa destruir al diodo.
POLARIZACION DIRECTA E INVERSA
NIVELES DE ENERGIA
Relación de energía total de un electrón con tamaño de su órbita.
Cuando un electrón salta del primer orbital al segundo, gana energía potencial con respecto al núcleo.
Luego que un electrón se encuentra en un orbital superior, puede volver a caer en un nivel de energía inferior perdiendo energía (algunos emiten radiaciones infrarrojas).
BANDAS DE ENERGIA
Debido a que los orbitales de cada electrón son distintos, entonces el nivel de energía de cada uno de estos también será distinto.
La energía térmica produce algunos electrones libres y huecos. Los huecos permanecen en la banda de valencia, y los electrones libres a la banda de conducción.
BANDA DE ENERGIA TIPO N:
Portadores mayoritarios son electrones libres (banda de conducción).
Portadores minoritarios son los huecos (banda de valencia).
BANDA DE ENERGIA TIPO P:
Portadores mayoritarios son huecos.
Portadores minoritarios son los electrones libres.
COMO SE SIMBOLIZA UN DIODO
COMO DEDUCIR LA POLARIZACION DE UN DIODO
TENSION UMBRAL
FUNCIONAMIENTO DEL DIODO
Conduce bien en polarización DIRECTA
Conduce mal en polarización INVERSA
CARACTERÍSTICAS DE SEMICONDUCTOR
SEGUNDA APROXIMACION
Se utiliza cuando la fuente de voltaje no es muy grande.
En este caso si se considera el valor de la barrera de potencial del diodo(0,7 para el silicio y 0,3 para el germanio).
Al diodo se le ve como un interruptor en serie con una fuente de 0,7V.
La exponencial se aproxima a una vertical y a una horizontal que pasan por 0,7 V.
En polarización directa:
El diodo no conduce cuando el voltaje de Thevenin de la fuente no supera los 0,7V.
En polarización inversa:
TERCERA APROXIMACION
Resistencia interna
La siguiente figura muestra el efecto sobre la curva del diodo.
El circuito equivalente a la tercera aproximación es:
Podríamos ignorar la resistencia interna cuando:
EL DATASHEET
Una hoja de características que enumera parámetros y características de operación más importantes de los dispositivos semiconductores.
Tenemos:
1. Tensión de disrupción inversa
2. Corriente directa máxima
3. Caída de tensión en directa
4. Corriente máxima inversa
