SEMICONDUCTORES

SEMICONDUCTORES

1. Es un elemento con propiedades eléctricas entre las de un conductor y un aislante. Los mejores conductores son de plata, cobre y oro, tienen ocho electrones de valencia y los mejores semiconductores tienen cuatro electrones de valencia, los más utilizados son: Silicio y Germanio.

   • Semiconductores intrínsecos
     • es un semiconductor puro. En un cristal de Silicio o Germanio que forma una estructura tetraédrica similar a la del carbono mediante enlaces covalentes entre sus átomos.
   • Semiconductores extrínsecos
     • se puede dopar para tener un exceso de electrones libres o un exceso de huecos; por tanto, existen dos tipos de semiconductores dopados:
       • Semiconductor tipo n
         • Se denomina semiconductor tipo n, donde n hace referencia a negativo. Dado que la cantidad de electrones libres supera al de huecos en un semiconductor de tipo n, los electrones libres son los portadores mayoritarios y los huecos son los portadores minoritarios.
       • Semiconductor tipo p
         • se denomina semiconductor de tipo p, donde p hace referencia a positivo. Puesto que la cantidad de huecos supera a la de electrones libres, los huecos serán los portadores mayoritarios y los electrones libres serán, en este caso, los portadores minoritarios.
   • Diodos
     • 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 bloqueando el paso si la corriente circula en sentido contrario, no solo sirve para la circulación de corriente eléctrica, sino que este la controla y resiste.
       • Diodo no polarizado
         • Cuando un fabricante dopa un cristal de modo que una mitad sea tipo p y la otra mitad tipo n, aparecen nuevas funcionalidades. El borde entre la zona de tipo p y la zona de tipo n se denomina unión pn. La unión pn tiene tantas propiedades útiles que ha propiciado toda clase de inventos, entre los que se incluyen los diodos, los transistores y los circuitos integrados. Comprender la unión pn le permitirá entender todo sobre los dispositivos semiconductores.
       • Diodo polarizado en inversa
         • Cuando la tensión inversa aumenta, los huecos y los electrones se alejan de la unión, dejando iones positivos y negativos tras ellos. Por tanto, la zona de deplexión se hace más ancha. Cuanto mayor es la polarización inversa, más ancha se hace la zona deplexión. Mientras la zona de deplexión se ajusta a su nueva anchura, una corriente fluye al circuito externo. Esta corriente transitoria se hace cero cuando la zona de deplexión deja de aumentar de tamaño.
       • Polarización directa
         • muestra una fuente de corriente continua conectada a un diodo. El terminal negativo de la fuente se conecta al material de tipo n y el terminal positivo se conecta al material de tipo p. Esta conexión da lugar a una polarización directa
           • Polarización inversa
             • En este caso, el terminal negativo de la batería se conecta al lado p y el terminal positivo de la batería se conecta al lado n. Esta conexión da lugar a una polarización inversa
       • Corriente inversa de saturación
         • la polarización directa de un diodo hace que la banda n se eleve y permite que los electrones libres atraviesen la unión. La polarización inversa tiene el efecto contrario: hace que la zona de deplexión se ensanche y que la banda n descienda. Creemos qué es la corriente inversa de saturación desde el punto de vista de la energía. Supongamos que la energía térmica crea un hueco y un electrón libre en la zona de deplexión. Debido a la polarización inversa, el electrón libre.
     • Circuitos recortadores de onda.
       • Son tipos de circuitos que se encargan de recortar una porción de una señal alternante. También puede ser la de limitar el valor máximo que puede tomar una señal de referencia o bien una señal de control, en cuyo caso estos circuitos son también reconocidos como circuitos limitadores.
         • Recortador de diodo paralelo
           • es una señal sinusoidal y el circuito cuenta con una resistencia, un diodo en serie con una fuente polarizado en inversa y una R de carga. Cuando el voltaje de la fuente se hace mayor que la suma del voltaje de la fuente y el voltaje umbral de conducción del diodo, el diodo se polariza en directa y obtenemos la forma de onda mostrada.
         • Recortador de diodo serie
           • en valores de voltaje de entrada mayores que (VR-V), el diodo está polarizado a la inversa, por lo tanto, no permite que la señal a la entrada pase a la salida, es decir, recorta la señal de entrada al valor (VR-V). Los voltajes VR y V se restan porque VR está conectado con el terminal positivo hacia el ánodo, o sea, favoreciendo la conducción. En valores de voltaje a la entrada menores que (VR-V)el diodo conduce y a la salida se obtendrá la misma señal que a la entrada.
     • Sujetadores o Fijadores de Nivel
       • Una de las aplicaciones prácticas de los diodos semiconductores son los llamados fijadores de nivel o sujetadores de componente continua. Estos circuitos basan su funcionamiento en la acción del diodo, pero al contrario que los limitadores no modificarán la forma de onda de la entrada, es decir su voltaje o tipo de corriente eléctrica, sino que le añaden a ésta un determinado nivel de corriente continua. Esto puede ser necesario cuando las variaciones de corriente alterna deben producirse en torno a un nivel concreto de corriente continua.
         • Fijador positivo polarizado
           • añade el efecto de la polarización de una batería pudiendo ser de dos tipos, según la disposición de la fuente de polarización. 1) Polarizado positivo: desplaza la señal hacia niveles positivos, permaneciendo la salida incluso en sus valores más bajos por encima de 0. 2) Polarizado negativo: desplaza la señal hacia un nivel más positivo, pero parte del semiciclo negativo de la señal de entrada Vi sigue teniendo valores negativos.
         • Fijador negativo polarizado
           • se diferencia del polarizado positivo en la inversión del diodo; existen dos tipos igualmente, polarizado positivo y polarizado negativo. Ahora en ambos casos el desplazamiento es hacia valores negativos.

2. Rectificador de media onda

   • es un circuito que elimina la mitad de la señal que recibe en la entrada, en función de cómo esté polarizado el diodo: si la polarización es directa, eliminará la parte negativa de la señal, y si la polarización es in- versa, eliminará la parte positiva

3. Rectificador de onda completa

   • es un circuito empleado para convertir una señal de corriente alterna de entrada (Vi) en una señal de corriente pulsante de salida (Vo). A diferencia del rectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la señal se convertirá en negativa, según se necesite una señal positiva o negativa de corriente continua.
     • TAP CENTRAL
       • El de tap central requiere dividir la señal de entrada en dos señales, y es equivalente a tener dos rectificadores de media onda.
     • USANDO PUENTE
       • en este caso se usan 4 diodos en vez de dos, de esta forma el diseño elimina la necesidad dividir la señal de entrada en dos. La ventaja de no usar dicha conexión es que la tensión en la carga rectificada es el doble que la que se obtendría con el rectificador de onda completa con 2 diodos.

4. Multiplicadores de Voltaje

   • son circuitos electrónicos compuestos de diodos rectificadores y capacitores para elevar un voltaje de corriente alterna a uno de corriente continua. El voltaje se eleva mediante etapas de diodos y capacitores.