Laboratorio de Electrnica
UNLaRFernando F. Brizuela
Ing. Electricista Electrnico
1-DIODOS SEMICONDUCTORES
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1.1 SEMICONDUCTORES
Desde el punto de vista de la reaccin de un material ante la circulacin de la corriente elctrica podemos diferencias entre:
1- Conductores
2- Semiconductores
3- Aislantes
Los Conductores presentan baja resistencia ante el paso de la corriente, mientras que los Aislantes presentan una resistencia elevada, por su parte
los Semiconductores son materiales cuyas caractersticas estn entre las de
los conductores y las de los aislantes. Los mas utilizados son el Silicio y el
Germanio, aunque en la actualidad el germanio tiene un uso menor.
En los Conductores los electrones se mueven con facilidad, mientras que en los Aislantes gozan de una menor movilidad. En los Semiconductores los
tomos comparten electrones para alcanzar una situacin estable, en esta
situacion de equilibrio se comportan casi como aislantes y la estructura que
forman se denomina Cristal.
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1.1 SEMICONDUCTORES
Sin embargo en los Semiconductores la temperatura ambiente puede hacer que algunos de esos electrones se desliguen y queden libres, pudiendo
formar parte de una corriente elctrica. En este caso, al vaco que deja un
electrn se lo denomina Hueco.
1.2 TIPOS DE SEMICONDUCTORES
Un semiconductor puro se los denomina Semiconductor Intrnseco, y en este tipo de semiconductores la corriente se debe a los electrones libres y a
los huecos producidos por la energa trmica.
Para aumentar la conductividad de los semiconductores se recurre a aadir tomos de distintas caractersticas que aumenten el nmero de
electrones libres o de huecos. A este proceso se los denomina dopado y a
un semiconductor dopado se los denomina Semiconductor Extrnseco.
Si el dopado se realiza para aumentar el nmero de electrones libres, se denomina Semiconductor tipo N, y si el dopado se realiza para aumentar el
nmero de huecos, se obtiene un Semiconductor tipo P.
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+
1.2 TIPOS DE SEMICONDUCTORES
Estructura atmica Silicio
4 Electrones de Valencia
Si
Otra forma de representacinsolo considerando los cuatro electrones
de valencia
Una unin de tomos fortalecida por compartimiento de electrones se denomina Unin Covalente
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Si SiSi
Si SiSi
Si Si Si
Unin covalente de tomos de silicio
1.2 TIPOS DE SEMICONDUCTORES
Electrones compartidos
Electrones de valencia
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1.2 TIPOS DE SEMICONDUCTORESSemiconductor Tipo N: se obtiene agregando a la unin
covalente de Silicio un tomo de impureza de Antimonio Sb
Sb SiSi
Si SiSi
Si Si Si
Electrn Libre:
Quinto electrn de
valencia del
antimonio
Impureza tomo de
antimonio Sb
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1.2 TIPOS DE SEMICONDUCTORES
Semiconductor tipo P: se obtiene agregando a la unin covalente
de Silicio un tomo de impureza de Boro B que tiene tres electrones
de valencia
Hueco, falte de
electrn
Si Si Si
B SiSi
Si SiSi
Impureza, tomo de
Boro B
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1.2 TIPOS DE SEMICONDUCTORES
..\..\..\VideosEducativos\Electronica\curso de
electricidad 1.mpg
Veamos el siguientes video sobre las caractersticas electrnicas de los
conductores y aislantes.
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1.2 TIPOS DE SEMICONDUCTORES
..\..\..\VideosEducativos\Electronica\Introduccin_a_lo
s_Semiconductores_(HQ).mp4
Veamos el siguientes video sobre los tipos de semiconductores
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1.3 DIODO SEMICONDUCTOR IDEAL
La unin de dos semiconductores de distinto tipo, uno Tipo P y otro Tipo N se lo denomina Diodo
P N
Ctodonodo
Smbolo Elctrico del Diodo
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1.3 DIODO SEMICONDUCTOR IDEAL
El Diodo Ideal es un dispositivo electrnico de dos terminales, Conducir corriente en la direccin que define la fecha del smbolo, y actuar como un circuito abierto en cualquier intento por establecer corriente en
direccin opuesta.
La caracterstica de un Diodo Ideal son aquellas de un interruptor que puede conducir corriente en una sola direccin. Un interruptor controlado por tensin.
-+VD
ID
Smbolo elctrico: Caracterstica tensin corriente:
VD
ID
ID
- +
VD
+
ID
-
VD
El funcionamiento de la mayora de los componentes
electrnicos se suele describir mediante lo que se
denomina la curva caracterstica del componente y
dichas curvas representan las variaciones de la corriente
respecto a la tensin. Adems los fabricantes suelen
facilitar la mayora de los parmetros a travs de estas
curvas.
Zona de Polarizacin Inversa
Zona de Polarizacin Directa
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1.3 DIODO SEMICONDUCTOR1.3 DIODO SEMICONDUCTOR IDEAL
Analizando la grafca de tensin corriente en el Diodo Ideal podemos formular:
1- El Diodo Ideal es un Circuito Cerrado para la Regin de Conduccin
2- El Diodo Ideal es un Circuito Abierto para la Regin de no Conduccin
)(0
,20,5 AbiertoCircuitoI
VRmA
NegativosValoresSloV
D
DD
)(,.......,5,4,3,2
0 CircuitoCortooI
VRpositivovalorunSlomA
V
D
DD
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1.3 DIODO SEMICONDUCTOR1.3 DIODO SEMICONDUCTOR IDEAL
+ -
VD
VD
ID
- +
VD
ID (Limitada solo por el circuito)
Corto Circuito
ID = 0
Circuito abierto
Zona de Polarizacin Directa o
Zona de Conduccin
Zona de Polarizacin Inversa o
Zona de no Conduccin
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1.3 DIODO SEMICONDUCTOR1.3 DIODO SEMICONDUCTOR IDEAL
+ -
VD
- +
VD
ID (Limitada solo por el circuito)
Corto Circuito
ID = 0
Circuito abierto
Cuando el Diodo se encuentra en la Zona de polarizacin directa o Zona de conduccin lo podemos reemplazar por un corto Circuito
Cuando el Diodo se encuentra en la Zona de polarizacin Inversa o Zona de no conduccin lo podemos reemplazar por un Circuito Abierto
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1.3 DIODO SEMICONDUCTOR IDEALANALISIS DE CIRCUITOS CON DIODOS
Primero debemos determinar si el diodo se encuentra en la regin de conduccin o de no conduccin observando la direccin de la corriente ID que se establece
mediante un voltaje de fuente aplicado.
Si el sentido de la corriente que se establece es igual a la que indica la flecha del smbolo del diodo, el diodo se encuentra en la Zona de Conduccin.
+ -
VD Corto Circuito
+
-Al Diodo Ideal lo
podemos
reemplazar por
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1.3 DIODO SEMICONDUCTOR IDEALANALISIS DE CIRCUITOS CON DIODOS
Si el sentido de la corriente que se establece es contraria a la que indica la flecha del smbolo del diodo, el diodo se encuentra en la zona de no
conduccin.
+
-
- +
VD
Al Diodo Ideal lo
podemos
reemplazar por
Circuito abierto
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1.4 DIODO SEMICONDUCTOR REALCurva caracterstica
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1.4 DIODO SEMICONDUCTOR REALCurva caracterstica
Veamos el siguientes video sobre el funcionamiento de un diodo real
..\..\..\VideosEducativos\Electronica\Que_son
_los_diodos._(HQ).mp4
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1.4 DIODO SEMICONDUCTOR REALCircuito Equivalente Completo
RdVTCircuito equivalente zona de
Polarizacin Directa
VD
ID
VT=0,7
Rd
Circuito equivalente CompletoDiodo Real
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1.4 DIODO SEMICONDUCTOR REALCircuito Equivalente Simplificado
VTCircuito equivalente zona de
Polarizacin Directa
Circuito equivalen SimplificadoDiodo Real
En la mayor parte de las aplicaciones, la resisencia Rd es lo suficientemente pequea como para omitirse en comparacin con los
elementos de la Red. Por lo tanto podemos no tenerla en cuenta
entonces el circuito equivalente quedara:
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1.4 DIODO SEMICONDUCTOR REALCircuito Equivalente Simplificado
Circuito equivalente zona de
Polarizacin Directa
Circuito equivalen SimplificadoDiodo Real
VT
El circuito simplificado que utilizaremos en el anlisis de circuitos con diodos es el siguiente:
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1.4 DIODO SEMICONDUCTOR REALCircuito Equivalente Simplificado
Diodo Real
En la zona de polarizacin Inversa lo consideraremos al diodo como un circuito abierto
- +
VD
Al Diodo Ideal lo
podemos
reemplazar por
Circuito abierto
Zona de
polarizacin
inversa
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1.5 DIODO SEMICONDUCTOR REALANALISIS DE CIRCUITOS CON DIODOS
Primero debemos determinar si el diodo se encuentra en la regin de conduccin o de no conduccin observando la direccin de la corriente ID que se establece
mediante un voltaje de fuente aplicado.
Si el sentido de la corriente que se establece es igual a la que indica la flecha del smbolo del diodo, el diodo se encuentra en la Zona de Conduccin.
+ -
VD
+
-Al Diodo Ideal lo
podemos
reemplazar por
VT
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1.5 DIODO SEMICONDUCTOR REALANALISIS DE CIRCUITOS CON DIODOS
Si el sentido de la corriente que se establece es contraria a la que indica la flecha del smbolo del diodo, el diodo se encuentra en la zona de no
conduccin.
+
-
- +
VD
Al Diodo Ideal lo
podemos
reemplazar por
Circuito abierto
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1.6 SEMICONDUCTORES
Veamos el siguientes video sobre los semiconductores en general
..\..\..\VideosEducativos\Electronica\Los_semi
conductores_(HQ).mp4
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1.7 VIDEOS
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1. Introduccin a los semiconductores
2. Que son los diodos
3. Los semiconductores
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Fuentes:a.1. Robert L. Boylestad, Luis Nashelsky, ELECTRONICA: TEORIA DE
CIRCUITOS, Sexta Edicin 1997, Editorial Pearson
a.2. Carlos Martnez Lorrio Teresa Herranz Gmes, CURSOS DE ELECTRONICA ANALOGICA Y DIGITAL, Editorial DAT House Madrid
a.3. Recursos web varios
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