UNIDAD N° 1: DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES: -SEMICONDUCTORES -SEMICONDUCTORES INTRÍNSECOS -SEMICONDUCTORES EXTRÍNSECOS -TIPO N -TIPO P -JUNTURA PN – DIODO -EL DIODO IDEAL -DIODO REAL -CIRCUITOS CON DIODOS -EL DIODO COMO RECTIFICADOR UNIDAD N° 1:

SEMICONDUCTORES:

SEMICONDUCTORES: Semiconductor Intrínseco: -Silicio -Germanio

SEMICONDUCTORES EXTRINSECOS: Para aumentar la concentración de portadores, se realiza el proceso de DOPADO o CONTAMINACIÓN con IMPUREZAS El tipo de impureza predominante, determina el tipo de portador mayoritario, y por ende, el tipo de semiconductor. Semiconductor tipo N: Impurezas: átomos donores Ej : Antimonio Semiconductor tipo P: Impurezas: átomos aceptores. Ej Galio, Indio, etc:

TIPO N, dopado con FÓSFORO TIPO P, dopado con Boro

JUNTURAS P-N: Frontera entre zona tipo N y tipo P, formada en el mismo cristal. Se produce difusión de portadores de una zona a otra, hasta lograr el equilibrio, generando una zona de agotamiento o DESERCIÓN. La diferencia de potencial electrostático creado, se denomina potencial de barrera de la juntura. El flujo de portadores minoritarios (lagunas de región N a P y electrones de P a N), se compensan mutuamente , en condición de equilibrio.

POLARIZACIÓN DIRECTA: Se reduce la altura de la barrera de potencial Permite que mayor cantidad de portadores mayoritarios crucen la barrera por difusión. Despreciando caidas en los contactos externos, la reducción en la barrera es igual a la tensión externa aplicada. Pequeñas variaciones en la barrera generan grandes variaciones en el flujo de portadores (relación exponencial) Altura de la barrera depende : contaminacion, materiales.

POLARIZACIÓN INVERSA: Se incrementa la altura de la barrera de potencial Disminuye la cantidad de portadores mayoritarios que pueden cruzar la barrera por difusión. Predomina la difusión de portadores minoritarios-> corriente de saturación inversa Is ->t Con tensiones de alrededor de 0,1 V, se logra anular casi por completo el flujo de portadores mayoritarios.

RUPTURA DE LA JUNTURA PN: Se produce con valores intensos de tensión de polarización inversa. Se producen pares e- huecos por ruptura de enlaces covalentes. Tensión de ruptura: Vr (depende de materiales y contaminación) En ruptura, la corriente inversa aumenta rápidamente con la tensión. Avalancha – Zener

DIODO: Diodo Ideal: Cortocircuito con Vd>0 Circuito Abierto Vd<=0

Diodos reales: Donde:

Diodos reales: Pequeñas variaciones de Vd, generan grandes variaciones en Id

EFECTOS DE LA TEMPERATURA SOBRE LA CURVA DEL DIODO:

Diodos reales: recta de carga DC

RESISTENCIA DC: En un punto de polarización Q, se puede calcular la resistencia de DC equivalente del DIODO: Q es el punto de equilibrio o reposo “quiescence” LA RESISTENCIA DC del diodo, es diferente para cada punto de POLARIZACIÓN

RESISTENCIA Y RECTA DE CARGA AC: Vac Concepto de superposición: Vac+Vdc Vdc

RECTA DE CARGA EN AC:

RESISTENCIA AC: Sabemos que:

RESISTENCIA AC: Sabemos que: si Para excursiones pequeñas de la señal Modelo para pequeña señal:

Si la excursión de la señal de AC es comparable al nivel de DC

Las formas de onda de Vd e Id se distorsionan

Selección de diodos – hojas de datos:

Para calcular la potencia que disipará el diodo:

Circuitos con diodos ideales:

Circuitos con diodos ideales:

Aplicación: FUENTE DE ALIMENTACIÓN REGULADA: RECTIFICADORES

RECTIFICADORES:

Rectificador de Media Onda:

Rectificador de Media Onda:

Rectificador de Media Onda: Voltaje inverso máximo: -Vmax

Rectificador Puente – Onda completa:

Rectificador Puente – Onda completa:

Rectificador Onda completa: (con transformador de punto medio)

Rectificador Onda completa: Voltaje inverso máximo: -2Vmax

Rectificador TRIFÁSICO de media onda:

Rectificador TRIFÁSICO de media onda: La tensión aplicada a la carga es: Vfase

Rectificador TRIFÁSICO de media onda: Si D1 se considera Diodo ideal, puede reemplazarse por un CC cuando está polarizado en directo. D2 y D3 en ese instante estarán inversamente polarizados, y el voltaje entre sus terminales Ánodo y Cátodo, será el voltaje de Línea y no de fase!! Ej: En el ánodo de D2 tenemos VB, y en su cátodo VA Por analogía, lo mismo ocurrirá para D1 y D3 cuando el diodo que entre en conducción sea D2, o para D1 y D2 cuando el que lo haga sea D3 ¿Voltaje inverso máximo? Vlínea

Rectificador TRIFÁSICO Puente: La tensión aplicada a la carga es VLínea

Va Vc Vb

Rectificador TRIFÁSICO Puente: Donde V(wt) es tensión de línea Donde -30° es el desfasaje de la tensón de línea respecto de la de fase en conexión Y Donde Vmax en este caso es valor pico de la tensión de línea!.

Ejercicios y ejemplos: SCHILING, Donald; BELOVE, Charles, Belove : “CIRCUITOS ELECTRÓNICOS, Discretos e Integrados”; 3° ed, Mc Graw-Hill

Ejercicios y ejemplos: BOYLESTAD, Robert; NASHLESKY, Louis; “ELECRÓNICA:TEORÍA DE CIRCUITOS Y DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS”, 8° ED