TRABAJO COLABORATIVO 2

FISICA ELECTRONICA

PRESENTADO POR:

CARLOS FERNANDO FRNACO MONJE

COD. 17.659.128

ALEXANDER SAENZ AYERBE

COD. 17651894

TUTOR

MIGUEL ANDRES HEREDIA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA -UNAD

NOVIEMBRE 2012

INTRODUCCION

Los dispositivos electrónicos y digitales, basados principalmente en componentes

Semiconductores y circuitos integrados, son los pilares de la tecnología moderna.

Teléfonos móviles, computadoras, televisores, equipo de audio, aparatos

domésticos y equipo para el control y la automatización industrial, hacen parte de

nuestro entorno y nuestro diario vivir. La electrónica se ha convertido tanto en un

estímulo como en una parte integral del crecimiento y desarrollo tecnológico actual

en los diferentes países.

En algunos campos, la electrónica juega un papel tan importante, que sin ésta,

unca se hubiera llegado a su desarrollo presente. Como ejemplo podemos citar

algunos de los más importantes, las telecomunicaciones: sin los transmisores y

receptores electrónicos sería imposible la comunicación rápida y móvil, tal como

se conoce actualmente.

La automatización industrial: en este campo la mayor parte de los dispositivos de

control y monitoreo son electrónicos.

También la computación y el procesamiento de datos son áreas que requieren de

la electrónica.

OBJETIVOS

El objetivo de este taller es conocer y comprender todos los conceptos previos de

la física electrónica, de igual forma interactuar con todos mis compañeros y a si

tener unos buenos criterios de aprendizaje en cuanto a la física.

FASE 1

1. Enuncie las principales características y diferencias existentes entre un material

aislante, un conductor y un semiconductor. De algunos ejemplos de cada grupo.

Los conductores son los que permiten el paso de la corriente por que presentan

oca resistencia por tener un electrón diferencia que permite el paso de la corriente.

Los aislantes son los que impiden el paso de la corriente por su material por que

no tienes ese electrón sobrante la corriente no se puede pasar a otro cuerpo.

Los semiconductores no son buenos conductores pero tampoco son aislantes existen 2 tipos

de semiconductores los tipo "N" (negativo) y los tipo "P" (positivo) y al unirse los semi conductores

tipo se forman los diodos.

AISLANTE CONDUCTOR SEMICONDUCTOR

En este caso las bandas

de valencia y conducción

se encuentran muy bien

separadas lo cual casi

impide que los electrones

se muevan con mayor

libertad y facilidad

Para los conductores la

banda de conducción y la

de valencia se traslapan,

en este caso, el traslape

favorece ya que así los

electrones se mueven por

toda la banda de

conducción.

En el caso de los

semiconductores estas

dos bandas se

encuentran separadas

por una brecha muy

estrecha y esta pequeña

separación hace que sea

relativamente fácil

moverse, no con una

gran libertad pero no les

hace imposible el

movimiento.

Un material aislante es

aquel que, debido a que

los electrones de sus

Cualquier material que

ofrezca poca resistencia

a un flujo de electricidad

Son elementos, como el

germanio y el silicio, que

a bajas temperaturas son

átomos están

fuertemente unidos a sus

núcleos, prácticamente

no permite sus

desplazamientos y, por

ende, el paso de la

corriente eléctrica cuando

se aplica una diferencia

de tensión entre dos

puntos del mismo.

es un conductor. El

conductor más utilizado y

el que ahora

analizaremos es el Cobre

aislantes. Pero a medida

que se eleva la

temperatura o bien por la

adicción de determinadas

impurezas resulta posible

su conducción. Su

importancia en

electrónica es inmensa

en la fabricación de

transistores, circuitos

integrados, etc..

2. Cómo se obtiene un semiconductor tipo N y uno tipo P? Qué cualidades o

características adquiere este material con respecto al semiconductor puro?

SEMICONDUCTOR TIPO N

Este tipo de semiconductor trata de emparejar los materiales con respecto a sus

cargas y lo realiza con enlace de impurezas a ambos materiales. Por lo tanto, la

impureza puede donar cargas con carga negativa al cristal, lo cual nos explica el

nombre de tipo N (por negativo).

El material semiconductor de tipo N comercial se fabrica añadiendo a un cristal de

silicio pequeñas cantidades controladas de una impureza seleccionada. A estas

impurezas también se les llama contaminantes, claro así se le llaman a las

impurezas que se agregan intencionalmente. Los contaminantes de tipo N mas

comunes son el fósforo, arsénico y antimonio. A estos semiconductores se les

conoce también como donadores, y como este nombre lo indica

estossemiconductores pasas cargas a el material que le hace falta para así poder

emparejar este material, y es por eso que se les conoce mayormente como

donadores.

SEMICONDUCTOR TIPO P

El semiconductor tipo P se produce también comercialmente por el proceso de

contaminación, en este caso el contaminante tiene una carga menos que el

semiconductor tipo N, entre los mas comunes podemos encontrar el aluminio,

boro, galio y el indio. Conocidos como aceptores el cual contiene espacios y

necesita que sean llenados para emparejar el material.

Un semiconductor tipo P esta formado por átomos aceptores y por huecos

faltantes de electrones

SEMICONDUCTORES PUROS

Se dice que un semiconductor es “intrínseco” cuando se encuentra en estado

puro, o sea, que no contiene ninguna impureza, ni átomos de otro tipo dentro de

su estructura. En ese caso, la cantidad de huecos que dejan los electrones en la

banda de valencia al atravesar la banda prohibida será igual a la cantidad de

electrones libres que se encuentran presentes en la banda de conducción.

Su principal diferencia con los semiconductores de tipo P y N es que estos no son

manipulados.

3. Consulte sobre otros tipos de diodos, diferentes al rectificador, el LED, el zéner

y el fotodiodo.

Diodo Varactor (Varicap): Este diodo, también llamado diodo de capacidad

variable, es, en esencia, un diodo semiconductor cuya característica principal es la

de obtener una capacidad que depende de la tensión inversa a él aplicada.

Se usa especialmente en los circuitos sintonizadores de televisión y los de

receptores de radio en FM.

Diodo Túnel: Este diodo presenta una cualidad curiosa que se pone de manifiesto

rápidamente al observar su curva característica, la cual se ve en el gráfico. En lo

que respecta a la corriente en sentido de bloqueo se comporta como un diodo

corriente, pero en el sentido de paso ofrece unas variantes según la tensión que

se le somete. La intensidad de la corriente crece con rapidez al principio con muy

poco valor de tensión hasta llegar a la cresta (C) desde donde, al recibir mayor

tensión, se produce una pérdida de intensidad hasta D que vuelve a elevarse

cuando se sobrepasa toda esta zona del valor de la tensión.

Diodo Gunn: Este diodo tiene características muy diferentes a los anteriores, ya

que no es rectificador. Se trata de un generador de microondas, formado por un

semiconductor de dos terminales que utiliza el llamado efecto Gunn. Cuando se

aplica entre ánodo y cátodo una tensión continua de 7 V, de modo que el ánodo

sea positivo con respecto al cátodo, la corriente que circula por el diodo es

continua pero con unos impulsos superpuestos de hiperfrecuencia que pueden ser

utilizados para inducir oscilaciones en una cavidad resonante. De hecho, la

emisión de microondas se produce cuando las zonas de campo eléctrico elevado

se desplazan del ánodo al cátodo y del cátodo al ánodo en un

constante viaje rapidísimo entre ambas zonas, lo que determina la frecuencia en

los impulsos.

4. Cuales son las principales características y diferencias existentes entre un

transistor NPN y uno PNP.

NPN

Llamados transistores bipolares de union Es un componente semiconductor que

tiene tres terminales. Encienden con 1 lógico

Es decir que los NPN encienden con un voltaje mayor a 0,7V y se apagan con un

voltaje menor a 0,7V

BASE (b), EMISOR (e), COLECTOR ©

Su base es positiva solo le puede aplicar tension positva Internamente está

formado por un cristal que contiene una región P entre dos N (transistor NPN) Los

transistores NPN como el 2n2222 permiten el paso de corriente desde colector

hacia emisor, cuando reciben un voltaje (mayor a 0,7V) en su base.

PNP 

Llamados transistores bipolares de unión Es un componente semiconductor que

tiene tres terminales. Encienden con un 0 lógico

encienden con un voltaje menor que VCC-0,7V y se apagan con un voltaje mayor

a VCC-0,7V

BASE (b), EMISOR (e), COLECTOR ©

pnp su base es negativa osea solo puedes aplicarle a su base tension negativa O

una región N entre dos regiones P, (transistor PNP ) Los transistores PNP como

el 2n3906, permiten el paso de corriente desde emisor hacia colector (que es en el

sentido contrario de los NPN), cuando reciben un voltaje (menor a VCC-0,7) en su

base.

5. Cuál es la importancia de los elementos semiconductores en el actual

desarrollo tecnológico?

Existe una clasificación adicional para algunos elementos cuyo comportamiento no

es totalmente el de un conductor, pero tampoco el de un aislante. Son aquellos

materiales cuyos átomos tienen cuatro electrones de valencia, como el germanio y

el silicio.

A continuación describiremos algunas de sus principales características, así como

el comportamiento de estos elementos.

Los materiales semiconductores son aquellos que tienen cuatro electrones de

valencia y sus átomos pueden enlazarse entre ellos, compartiendo sus electrones,

para formar cristales estables. Esto se conoce como enlace covalente y es muy

común en el silicio ( Si ) y en el germanio ( Ge ) los materiales semiconductores

puros se denominan intrínsecos y cuando se les agregan impurezas se les

denomina extrínsecos.

FASE 2

Simulación de Circuitos Electrónicos: realice la simulación de los siguientes

circuitos y analice los resultados obtenidos.

1. Polarización del Diodo Común. Construya los siguientes circuitos y realice

su simulación por medio del software Workbench. Explique lo sucedido.

Explicación: el Diodo es el componente eléctrico de dos terminales que permitió la

circulación de la corriente eléctrica atraves de el en u solo sentido, el diodo

permitió conducir corriente fácilmente desde el ánodo hacia el cátodo.

2. rectificador de media onda.

Explicación: la onda sinusoidal alterna valores positivos y negativos en el tiempo,

el rectificador de media onda, en este caso el diodo en serie con la resistencia,

tiene un efecto sobre el circuito de dejar pasar solo los valores positivos de la

onda, es decir que el diodo conduce con valores positivos y no conduce cuando la

onda tiene valores negativos.

1. Polarización directa del diodo: el primer circuito muestra la polarización

directa del diodo, al conectar los terminales positivo de la batería con el

terminal positiva del diodo (ánodo), y la terminal negativa de la batería con

el terminal negativo (cátodo) del diodo, permite que conduzca una corriente

haciendo que la alerta roja se ilumine al activar la simulación.

2. Polarización inversa del diodo común: el circuito muestra la polarización

inversa del diodo, al conectar los terminales positivo de la batería con el

terminal negativo (cátodo), y la terminal negativa de la batería con el

terminal positiva del diodo (ánodo), no permite que conduzca una corriente

haciendo que la alerta roja se no ilumine al activar la simulación.

3. Aplicación del transistor como amplificador: el circuito muestra como con

una señal de entrada de 2 mV, el transistor puede utilizarse para amplificar

esta señal y sacar una señal del orden de los 30 mV, es decir que la señal

de salida son estos 30 mV.

SEÑAL DE SALIDA

SEÑAL DE ENTRADA

CIRUITO SIMULADO

Conclusiones

Muy importante conocer los métodos y sus conceptos sobre la Física Electrónica ;

donde se pudo hacer un análisis profundo en esta unidad y se pudo llevar a cabo

gran parte de los ejercicios propuestos por nuestro tutor.

REFERENCIAS BIBIOGRAFICAS

http://html.rincondelvago.com/conductores-semiconductores-y-aislantes_1.html

http://alejandro-electronicabasica.blogspot.com/2009/02/conductores-aislantes-y-semi_13.html

http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_4.htm

http://www.monografias.com/trabajos65/tipos-diodos/tipos-diodos.shtml