VARELA LINARES J. ALBERTO Dispositivos electrónicosTarea

DIODO COMO CAPACITOR

DIODO VARICAP

INTRODUCCIÓN

El diodo de capacidad variable o Varactor (Varicap) es un tipo de diodo que basa su funcionamiento en el fenómeno que hace que la anchura de la barrera de potencial en una unión PN varíe en función de la tensión inversa aplicada entre sus extremos. Al aumentar dicha tensión, aumenta la anchura de esa barrera, disminuyendo así la capacidad del diodo. De este modo se obtiene un condensador variable controlado por tensión. Los valores de capacidad obtenidos van desde 1 a 500pF.La tensión inversa mínima tiene que ser de 1 V.

Símbolo del diodo Varicap

DESCRIPCIÓN Y FUNCIONAMIENTO

Es un dispositivo semiconductor que puede controlar su valor de capacidad en términos de la tensión aplicada en polarización inversa. Esto es, cuando el diodo se polariza inversamente no circula corriente eléctrica a través de la unión; la zona de deflexión actúa como el dieléctrico de un capacitor y las secciones de semiconductor P y N del diodo hacen las veces de las placas de un capacitor. La capacidad que alcanza el capacitor que se forma, es del orden de los picos o nano faradios. Cuando varía la tensión de polarización inversa aplicada al diodo, aumenta o disminuye de igual forma la zona sea digital o analógica.

La imagen 12 muestra la gráfica que relaciona el voltaje inverso con la capacitancia

OTROS PUNTOS

La capacitancia es función de la tensión aplicada al diodo.

Si la tensión aplicada al diodo aumenta la capacitancia disminuye Si la tensión disminuye la capacitancia aumenta

APLICACIONES

La aplicación de estos diodos se encuentra, sobre todo, en la sintonía de TV, modulación de frecuencia en transmisiones de FM y radio y en los osciladores controlados por voltaje (oscilador controlado por tensión).

En tecnología de microondasse pueden utilizar como limitadores: al aumentar la tensión en el diodo, su capacidad varía, modificando la impedancia que presenta y desadaptando el circuito, de modo que refleja la potencia incidente.

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DIODO LED

INTRODUCCIÓN

Un diodo emisor de luz (LED: light emitting diode) es un dispositivo de semiconductor (un diodo) que emite radiación visible o infrarroja cuando una corriente eléctrica circula por él. El LED más sencillo consiste en una unión p-n cuya elección de material determina el espectro de emisión del dispositivo. Los materiales más comunes en LEDs son compuestos de elementos de los grupos III y V de la tabla periódica: GaAs, GaP, AlGaAs, InGaP, GaAsP, AlInGaP.

SÍMBOLO Y ESTRUCTURA FÍSICA

a) Apariencia fisica y b)simbolo del LED

DESCRIPCIÓN

La emisión de luz en el LED involucra tres etapas: creación de pares electrón-hueco, recombinación de estos pares provocando un proceso que puede ser radiativo (emisión espontánea), y extracción de la radiación desde la zona activa donde se ha producido hasta el exterior del dispositivo. En la figura 1 se muestra el esquema más sencillo del mecanismo de emisión espontánea en un LED.

El mecanismo de excitación se consigue mediante la inyección de portadores minoritarios provocada por la polarización directa de la unión.

CATODO

PATA LARGA ANODO

Figura 1. Inyección de portadores minoritarios en una unión p-n polarizada en directa, produciendo la emisión espontánea de fotones.

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La recombinación de los portadores minoritarios inyectados puede ser radiactiva (transiciones banda - banda, banda - nivel superficial de impureza, nivel superficial donor - nivel superficial aceptor) o no radiactiva (banda - banda Auger, banda - nivel de impureza Auger, banda - nivel profundo, etc...) dependiendo de la naturaleza de los centros de recombinación en el semiconductor.

La extracción de luz está limitada por la propia absorción del material (de acuerdo con su coeficiente de absorción a), la reflexión en la interfase del dispositivo con el encapsulado y con el aire, y reflexiones totales internas.

ACERCA DE SU FUNCIONAMIENTO

De manera empirica se podría decir que un LED es simplemente un bombillo dentro de un cristal. Pero el fenomeno que ocurre en su interior es el resultado de una exitacion aplicada a los electrones cuando se aplica una corriente atravez de sus uniones P-N. de este modo cuando existe la energia suficiente los electrones atraviezan la banda de energia , tal y como la teoria de bandas lo plantea, y se "liberan” en forma de fotones a travez del cristala reflector.

FABRICACIÓN

Estos tres procesos limitan la eficiencia cuántica externa de estos dispositivos (fotones extraídos por electrón que atraviesa la unión). Ésta varía aproximadamente entre un 0.1 % y un 10 %. Cabe resaltar que los compuestos químicos usados para la fabricación del LED pueden variar dependiendo de su finalidad, cuando hablamos de finalidad nos referimos a el tipo de luz que se desea obtener. La tabla 2 muestra la longitud de onda para algunos compuestos.

MaterialLongitud de onda

Color

GaAs : Zn 9000 A Infrarrojo

GaAsP.4 6600 A Rojo

GaAsP5 6100 A Ambar

GaAsP.85 : N 5900 A Amarillo

GaP : N 5600 A Verde

APLICACIONES

Las diversas aplicaciones que se le pueden dar a un LED lo hacen un dispositivo casi omnipresente de la época moderna, un ejemplo de la aplicación de los diodos emisores de luz se ve en los controles remotos de los electrodomésticos, en cada control remoto existe un diodo LED que emite una luz infrarroja (invisible al ojo humano) que al llegar a un receptor en dispositivo receptor genera una acción programada por la longitud de onda.

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DIODO COMO RESISTENCIA

DIODO TÚNEL

INTRODUCCIÓN

Es un diodo semiconductor que tiene una unión pn, en la cual se produce el efecto túnel que da origen a una conductancia diferencial negativa en un cierto intervalo de la característica corriente-tensión. La presencia del tramo de resistencia negativa permite su utilización como componente activo (amplificador/oscilador).

SIMBOLO

DESCRIPCIÓN

El efecto túnel que da origen a una conductancia diferencial negativa en un cierto intervalo de la característica corriente-tensión. Los diodos Túnel son generalmente fabricados en Germanio, pero también en silicio y arseniuro de galio

Una característica importante del diodo túnel es su resistencia negativa en un determinado intervalo de voltajes de polarización directa. Cuando la resistencia es negativa, la corriente disminuye al aumentar el voltaje. En consecuencia, el diodo túnel puede funcionar como amplificador, como oscilador o como biestable. Esencialmente, este diodo es un dispositivo de baja potencia para aplicaciones que involucran microondas y que están relativamente libres de los efectos de la radiación.

DIODO PIN

Es una estructura de tres capas, siendo la

intermedia semiconductor intrínseco, y las externas, una de tipo

P y la otra tipo N (estructura P-I-N que da nombre al diodo). Sin

embargo, en la práctica, la capa intrínseca se sustituye bien por

una capa tipo P de alta resistividad (π) o bien por una capa n de alta resistividad (ν).

Los diodos PIN se emplean principalmente como resistencias variables por voltaje

DIODO BACKWARD

Son diodos de germanio que presentan en polarización inversa una zona de resistencia negativa similar a las de los diodos túnel.