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FACULTAD DE ING. ELECTRONICA Y ELECTRICA
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F un d a d ae n1 5 5 1 F ACUL TAD DE I NG.ELECTRONI CA Y ELECTRI CA
AL UMNO: P AL OMI NO HUACCAMAYT AZOSI MO CURSO: CI RCUI TOSEL ECTRONI CO 1 T RABAJ O: DESARROL L O DELCUESTI ONARI O DE DI ODOS
L i ma-P e r ú
CIRCUITOS ELECTRONICOS 1
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FACULTAD DE ING. ELECTRONICA Y ELECTRICA 2016
DESARROLLO DEL CUESTIONARIO TEORICO DE DIODOS
1. En un diodo polarizador, casi toda la tensión externa aplicada aparece en.
a) Únicamente en los contactos metálico. b) En los contactos metálicos y en la zona p y n. c) La zona de vaciamiento o deflexión. RESPUESTA: c
Al estar polarizado de forma inversa la “zona de deplexión” se amplía.esto impide !e la corriente el"ctrica fl!ya a trav"s del diodo así formado !n circ!ito abierto. 2. En los diodos LED.
a) #e convierte la ener$ía l!minosa en ener$ía el"ctrica. b) #e $enera radiación electroma$n"tica visible debida las recombinaciones de los pares de electrones%&!ecos. c) #e prod!ce radiación electroma$n"tica c!ando se s!pera la tensión inversa. RESPUESTA:
El LE' es !n tipo especial de diodo( !e trabaa como !n diodo com*n( pero !e al ser atravesado por la corriente el"ctrica emite l!z. Existen diodos LE' de varios colores y dependen del material con el c!al f!eron constr!idos. +ay de color roo( verde( amarillo( ámbar( infrarroo. El"ctricamente el diodo LE' se comporta i$!al !e !n diodo de silicio o $ermanio. #i se pasa !na corriente a trav"s del diodo semicond!ctor( se inyectan electrones y &!ecos en las re$iones , y -( respectivamente. 'ependiendo de la ma$nit!d de la corriente( &ay recombinación de los portadores de car$a electrones y &!ecos). +ay !n tipo de recombinaciones !e se llaman recombinaciones radiantes a!í la emisión de l!z). La relación entre las recombinaciones radiantes y el total de recombinaciones depende del material semicond!ctor !tilizado /aAs( /aAs,(y /a,) CIRCUITOS ELECTRONICOS 1
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FACULTAD DE ING. ELECTRONICA Y ELECTRICA 'ependiendo del material de !e está &ec&o el LE'( será la emisión de la lon$it!d de onda y por ende el color
!. En un diodo con polarización in"ersa
a) no existe barrera de potencial en la zona de deplexión . b) existe !na corriente inversa de sat!ración 0s) debida a la inyección de portadores mayoritarios. c) existe !na corriente inversa de sat!ración 0s) dependiente de la temperat!ra. RESPUESTA: c
En polarización inversa es más difícil la cond!cción( por!e el electrón libre tiene !e s!bir !na barrera de potencial m!y $rande de n a p al ser mayor el valor de 1. Entonces no &ay cond!cción de electrones libres o &!ecos( no &ay corriente. En esta sit!ación tenemos !e tener en c!enta la $eneración t"rmica de pares electrón2&!eco. Los pocos electrones $enerados t"rmicamente pierden ener$ía y baan de p a n( es la 34orriente 0nversa de #at!ración3 0 #) !e es m!y pe!e5a. Esa corriente tiene !n sentido( siempre se toma la corriente de p a n. Entonces sería ne$ativa en este caso. Además de esta corriente tenemos otra corriente debida a las f!$as( !e se denomina 34orriente de 6!$as3 0 f ). #. Los diodos zener
a) no cond!cen con polarización directa. b) presentan !na resistencia m!y baa en la re$ión de cond!cción inversa. c) p!eden re$!lar la tensión sin cons!mir ener$ía. RESPUESTA:
4!ando el zener está polarizado inversamente con pe!e5os valores de tensión se alcanza la corriente inversa de sat!ración prácticamente estable y de ma$nit!des despreciables a efectos prácticos. #i si$!e a!mentando la tensión de codo o de $iro( donde los a!mentos de corriente son considerables frente a los a!mentos de tensión apr"ciese en torno a esta tensión la c!rvat!ra de la $ráfica). #obrepasada esta zona a pe!e5os incrementos de tensión corresponden a!mentos elevados de la corriente 0z $. En una unión p n, el e%ui"alente de circuito aierto en la re&ión de polarización in"ersa, se lo&ra 'e(or . CIRCUITOS ELECTRONICOS 1
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FACULTAD DE ING. ELECTRONICA Y ELECTRICA a) a altas temperat!ras. b) a baas temperat!ras. c) a temperat!ras intermedias. RESPUESTA: ). La zona de car&a de espacio
a) s! anc&!ra depende del dopae del semicond!ctor. b) está constit!ida por portadores de electricidad. c) en directa dismin!ye &asta desaparecer y !emarse. RESPUESTA: a
La zona de deplexión p!ede variar se$*n la cantidad de imp!rezas a5adidas al material semicond!ctor *. En una unión pn sin polarizar + en e%uilirio ter'odin'ico.
a) aparece !na zona de deplexión en donde la concentración de car$as libres e2 y &7) es m!y alta b) la s!ma de corrientes de dif!sión y arrastre es cero tanto para e2 como para &7 c) la concentración de e2 y &7 es constante en todo el vol!men RESPUESTA:
4onsideremos( entonces( dos m!estras de material semicond!ctor( !na de tipo p y otra de tipo n caracterizadas por contener !na $ran concentración de &7 y de erespectivamente 6i$!ras 8.9b y 8.9c). En la !nión abr!pta o !nión escalón !e estamos considerando( las re$iones p y n son &omo$"neas. Al poner en contacto estas dos m!estras( aparecerán ense$!ida fl!os por dif!sión de e2 y de &7 tendentes a eliminar los $randes $radientes de concentración de portadores existentes en la :nión ;etal*r$ica. -. Si co'para'os las caractersticas de los se'iconductores Si + /e a te'peratura a'iente.
a) en el /e la concentración intrínseca ni) y la corriente inversa de sat!ración 0s) son menores !e en el #i. b) en el /e la tensión !mbral de cond!cción < ϒ) es mayor !e en el #i. c) en el /e la concentración intrínseca ni) y la corriente inversa de sat!ración 0s) son mayores !e en el #i. CIRCUITOS ELECTRONICOS 1
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FACULTAD DE ING. ELECTRONICA Y ELECTRICA RESPUESTA: c
En semicond!ctores de /e es mayor la cantidad p!ra de dic&o material de a&í s! alto costo 0. En una unión p n, el eecto de la tensión in"ersa de ruptura deida al eecto zener.
a) aparece *nicamente en diodos con zonas p y n m!y poco dopadas. b) se debe a la ionización de átomos( ca!sada por los c&o!es entre los portadores !e se m!even a alta velocidad y los átomos. c) se p!ede !tilizar para re$!lar o estabilizar tensiones. RESPUESTA: c
El diodo zener p!ede !sarse como !n diodo normal pero donde se le saca más provec&o es al re$!lar !na tensión mayor o con m!c&o rizado. 1. En una unión pn en r3&i'en per'anente.
a) b) c) d)
Existe !na zona intermedia de portadores el"ctricos Aparecen !nas corrientes de dif!sión Existe !na zona de car$a desc!bierta Aparece !n campo el"ctrico creciente. RESPUESTA: d
El diodo zener p!ede !sarse como !n diodo normal pero donde se le saca más provec&o es al re$!lar !na tensión mayor o con m!c&o rizado. 11. Si en un diodo el "olta(e in"erso au'enta de $ a 1 4, la zona de car&a de espacio.
a) b) c) d)
se &ace más pe!e5a. se &ace más $rande. no le pasa nada. se rompe. RESPUESTA:
12.5uando un diodo tiene polarización directa, la reco'inación de electrones lires + 6uecos puede producir.
a) b) c) d)
4alor. L!z. =adiación. todas las anteriores. RESPUESTA: d
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FACULTAD DE ING. ELECTRONICA Y ELECTRICA #e prod!ce calor c!ando por el circ!ito pasa demasiada corriente como para !e el diodo lo disipe por s! c!enta( se $enera fotones en la !nión de los materiales en !n diodo led y radiación en forma de calor o l!z 1!. El "olta(e de codo de un diodo es aproxi'ada'ente i&ual a.
a) b) c) d)
el voltae aplicado. la barrera de potencial. el voltae de r!pt!ra. el voltae de polarización directa. RESPUESTA:
Al pasar la barrera de potencial el diodo polarizado directamente se dispara y cond!ce. 1#.75ul de las si&uientes air'aciones es cierta con respecto a la tensión de ruptura de un diodo 8ener9
a) b) c) d)
dismin!ye al a!mentar la corriente. destr!ye el diodo. es i$!al a la corriente por la resistencia. es aproximadamente constante. RESPUESTA: d
Los diodos zener traban en la re$ión de r!pt!ra o avalanc&a re$!lando la tension en ese p!nto 1$.El diodo a(o polarización in"ersa:
a) 4rece la barrera de potencial de la zona de vaciamiento( y los portadores mayoritarios no consi$!en s!perarla y pasar a la otra re$ión. ,or tanto( solamente tendremos la corriente de minoritarios. b) 4rece la barrera de potencial de la zona de vaciamiento( y solamente los portadores mayoritarios consi$!en s!perarla. ,or tanto tendremos !na corriente baa( la corriente de sat!ración. c) 'ismin!ye la barrera de potencial de la zona de vaciamiento( y los portadores minoritarios consi$!en s!perarla. ,or tanto tendremos !na corriente baa( la corriente de sat!ración. d) -in$!na afirmación es válida. RESPUESTA: a 1). En la zona de car&a de espacio de una unión pn:
a) A mayor polarización inversa( más iones.
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FACULTAD DE ING. ELECTRONICA Y ELECTRICA b) Los iones ori$inados en a!sencia de polarización no se p!eden mover. c) A mayor polarización directa( menos iones. d) >odas las anteriores son ciertas. RESPUESTA: d
?ona de a$otamiento” o “zona de vaciado” impide !e la corriente el"ctrica fl!ya a trav"s del diodo inversamente polarizado pero c!ando está directamente polarizado esta zona se red!ce 1*.El eecto 8ener en un diodo:
a) #e prod!ce por las $randes velocidades de los portadores minoritarios. b) =e!iere polarización inversa s!perior a las del efecto avalanc&a. c) #e prod!ce en diodos m!y dopados. d) #e prod!ce debido a campos el"ctricos m!y d"biles. RESPUESTA: c
Efecto ?ener se s!ele dar en diodos m!y imp!rificados( diodos con m!c&as imp!rezas
1-.En la zona de car&a espacial %ue aparece en una unión pn sin polarizar.
a) Los electrones !e provienen recombinan con los &!ecos mayoritarios). b) Los electrones !e provienen recombinan con los &!ecos minoritarios). c) -o existen car$as libres.
de la zona n mayoritarios) se !e provienen de la zona p de la zona p minoritarios) se !e provienen de la zona n
RESPUESTA: c
Efecto ?ener se s!ele dar en diodos m!y imp!rificados( diodos con m!c&as imp!rezas 10.Si una unión p n se polariza en directa:
a) Los &!ecos de la zona n minoritarios) desaparecen por completo debido al arrastre del campo el"ctrico !e los lleva &acia la zona p s! l!$ar nat!ral). b) Aparece !na corriente el"ctrica en el sentido de la zona n a la zona p debida al movimiento de los electrones. c Aparece !na corriente el"ctrica en el mismo sentido !e el campo el"ctrico aplicado.
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FACULTAD DE ING. ELECTRONICA Y ELECTRICA RESPUESTA: c
Al polarizar !na !nión directamente los &!ecos fl!yen en dirección op!esta a la de los electrones esto $enera !na corriente en ese sentido. 2.En un diodo polarizado en in"ersa:
a) Los electrones de la zona n tienden a acercarse a la zona de la !nión. b) Aparece !na corriente tan pe!e5a !e es despreciable a efectos prácticos y !e depende de la concentración de los mayoritarios de cada !na de las zonas. c) #i la tensión aplicada es lo s!ficientemente $rande la corriente p!ede ser tan intensa !e se !eme el dispositivo. RESPUESTA: c
#i a !n diodo com!n se le aplica !na tensión mayor a la de tensión de r!pt!ra este dispositivo se da5ara. 21. En la zona de deplexión o "acia'iento de una unión pn:
a) A mayor polarización inversa aparece más car$a. b) A mayor polarización directa aparece más car$a. c) La zona no tiene car$a( o lo !e es lo mismo( es el"ctricamente ne!tra. RESPUESTA: a
En !n diodo c!ando se le a!menta la polaridad inversa la zona de deplexión crece y se $enera más car$a entre s!s terminales 22. En un diodo en polarización in"ersa la ruptura por eecto zener.
a) #e debe a la alta ener$ía !e tienen los electrones( parte de esta ener$ía se transforma en calor prod!ciendo la r!pt!ra del dispositivo. b) El campo el"ctrico es tan intenso !e es capaz de arrancar electrones de s!s enlaces de forma !e cada vez &ay más corriente. c) Los electrones en s! movimiento c&ocan contra otros fios en s!s enlaces arrancándolos de los mismos( así( cada vez &ay más electrones libres y( por tanto( mayor corriente. RESPUESTA:
Al dispararse el diodo inversamente polarizado es probable !e este cr!zados es decir dea pasar mayor corriente !e si est!viese en b!en estado
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FACULTAD DE ING. ELECTRONICA Y ELECTRICA 2!.En una unión pn sin polarizar.
a) Aparece !na zona de car$a espacial con car$as positivas en el lado de la zona p y car$as ne$ativas en el lado de la zona n. b) La zona de car$a !e aparece no tiene car$as el"ctricas( por eso se la llama tambi"n de vaciamiento. c) Aparece !na barrera de potencial !e se opone al fl!o de electrones de la zona n &acia la zona p. RESPUESTA: c
El voltae de codo es !na especia de barrera !e de no ser i$!alada o s!perada no dea fl!ir la corriente a trav"s del dispositivo 2#.En una unión pn polarizada en directa, cada zona se'iconductora se co'porta co'o:
a) #!midero de s!s portadores minoritarios. b) 0nyector de s!s portadores mayoritarios. c) 0nyector de s!s portadores minoritarios. RESPUESTA:
4ada zona tiene mayoritariamente &!ecos o electrones se$*n sea - o ,( los &!ecos se desplazan &acia en dirección de la corriente convencional y los electrones en dirección contraria a estos 2$.Sean las cur"as A + ; de la i&ura 2.1 pertenecientes a un 'is'o diodo a.
a) La c!rva A corresponde a la temperat!ra más alta( por!e la recombinación de portadores es menor y se p!ede extraer mayor corriente a la misma tensión. b) La c!rva A corresponde a la temperat!ra más alta( por!e la densidad de corriente de sat!ración del diodo a!menta con la temperat!ra. c) La c!rva @ corresponde a la temperat!ra más alta( por!e la densidad de corriente de sat!ración del diodo dismin!ye con la temperat!ra
RESPUESTA:
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FACULTAD DE ING. ELECTRONICA Y ELECTRICA Las temperat!ras semicond!ctores.
altas
meoran
la cond!cción
de
los
2). El eecto zener en la zona de ruptura de una unión pn.
a) #e da c!ando la zona p está m!c&o más dopada !e la zona n. b) #e debe a la alta ener$ía cin"tica !e ad!ieren los electrones libres. c) #e ori$ina c!ando &ay campos el"ctricos m!y intensos en la zona de car$a espacial. RESPUESTA: c 2*.En una unión pn polarizada en in"ersa.
a) #i a!mentamos la temperat!ra a!mentará la corriente el"ctrica. b) #i a!mentamos la temperat!ra la !nión se calentará( pero la corriente sólo a!mentará si a!mentamos la tensión. c) La barrera de potencial !e aparece en la zona de car$a de espacio impide el paso de c!al!ier tipo de portador a s! trav"s RESPUESTA: a
Las temperat!ras altas meoran la cond!cción de los semicond!ctores( por ende p!ede pasar más corriente por el dispositivo 2-.En una unión pn polarizada en directa.
a) #i no ponemos !na resistencia exterior para limitar la corriente la !nión se !emará. b) ,odemos tener corrientes prácticamente n!las. c) El sentido de la corriente dependerá de c!ál de las dos zonas es la !e está más dopada( es decir( de si los mayoritarios son los &!ecos o los electrones. RESPUESTA:
#i no se alcanza o s!pera el voltae de codo no se consi$!e corrientes verdaderamente notables !e pasan a trav"s del diodo 20. En una unión pn polarizada en directa, la corriente.
a) es debida al arrastre de los portadores minoritarios a lo lar$o de las zonas ne!tras. b) La corriente se p!ede calc!lar como corriente de recombinación de los portadores minoritarios en cada !na de las zonas ne!tras. c) #e debe *nicamente a la dif!sión de los portadores minoritarios de cada !na de las zonas ne!tras a trav"s de la !nión. RESPUESTA:
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FACULTAD DE ING. ELECTRONICA Y ELECTRICA a !e el desplazamiento de &!ecos y electrones en s!s respectivas direcciones &ace !e en las zonas ne!tras exista !n fl!o de electrones corriente) !. La corriente in"ersa de saturación en un diodo polarizado en in"ersa.
a) A!menta al a!mentar la polarización inversa. b) 'ismin!ye( ya con la polarización inversa a!menta la zona de car$a de espacio. c) Es constante. RESPUESTA: c
#i se polariza inversamente !n diodo la corriente se$!irá siendo insi$nificante al a!mentar la tensión siempre !e no se lle$!e a la tensión de r!pt!ra donde el diodo se destr!irá Las temperat!ras altas meoran la cond!cción de los semicond!ctores. !1.El tie'po de recuperación en el diodo
a) es despreciable en circ!itos !e conm!tan a alta frec!encia. b) limita la frec!encia de trabao en circ!itos di$itales. c) es instantáneo c!ando se pasa del estado de cond!cción al estado de corte. RESPUESTA:
