Semiconductores Hernan Mauricio Rojas Carolina Barrera
Semiconductores • Son elementos, como el germanio y el
silicio, que a bajas temperaturas son aislantes. Pero a medida que se eleva la temperatura o bien por la adicción de determinadas impurezas resulta posible su conducción
Tipos de semiconductores • Semiconductores intrínsecos • Semiconductores extrínsecos
Semiconductores intrínsecos • Un cris crista tall de sil silic icio io fo form rma a
una estructura tetraédrica similar a la dell ca de carb rbon ono o me medi dian ante te enla en lace cess covale covalent ntes es en entr tre e sus átomos, Cuando el cristal se encuentra a temperatura ambiente, algunos electrones pueden, absorbiendo la energía necesaria, saltar a la banda de conducción, dejando el correspondiente hueco en la banda de valencia
Semiconductores extrínsecos • Si a un semiconductor intrínseco, se le
añade un pequeño porcentaje de impurezas, es decir, elementos trivalentes o pentavalentes, el semiconductor se denomina extrínseco, y se se dic dice e que que est está á do dopa pado do.. De De est esta a forma tenemos los Semiconductores tipo N y los tipo P.
Semiconductor tipo N • Un Semiconductor tipo N se obtiene
llevando a cabo un proceso de dopado añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el númer núm ero o de por porta tado dore ress de carg carga a lib libre res. s. Cuand Cu ando o el mat mater eria iall dopa dopant nte e es aña añadi dido do,, éste aporta sus electrones más débilmente vinculados a los átomos del semiconductor.
Semiconductor tipo P • Un Semiconductor tipo P se obtiene
llevando a cabo un proceso de dopado, añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de carga libres Cuand Cu ando o el mat mater eria iall dopa dopant nte e es aña añadi dido do,, éste libera los electrones más débilmente vinculados de los átomos del semiconducto.
Diodos
• Un diodo es un dispositivo que permite el paso de la
corriente eléct corriente eléctrica rica en una una única única direcció dirección. n. De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones, por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto y por encima de ella como un circuito cerrado con muy pequeña resistencia eléctrica
Polarización directa • En este caso, la batería
disminuye la barrera de potencial de la zona de carga espacial, permitiendo el paso de la corriente de electrones a través de la unión; es decir, el diodo polarizado directamente conduce la electricidad. Para que un diod di odo o est esté é po pola lariz rizad ado o directamente, tenemos que conectar el polo positivo de la batería al ánodo del diodo y el polo negativo al cátodo
Polarización inversa • En esta situación, el
diodo no debería conducir la corriente; sin embargo, debido al efecto de la temperatura se formarán pares electrón-hueco a ambos lados de la unión produciendo una pequeña corriente denominada corriente inversa de saturación
Transistor
• El Transistor es un dispositivo electrónico
semicondu semico nducto ctorr que cum cumple ple fun funcio ciones nes de amplif amp lifica icador dor,, oscil oscilado ador, r, conmu conmutad tador or o rectificador.
Transistores como amplificador. • Un amplificador electrónico es un
dispositivo para incrementar la cor orri rien ente te,, el vo volt ltaj aje e o la po potten enccia de una señal. El amplificador puede realizar esta función variando la relación entre la corriente y el voltaje sin variar la potencia
Amplificador clase A • Son aquellos amplificadores cuyas
etapas de potencia consumen corrientes altas y continuas de su fuente de alimentación, independientemente de si existe señal de audio o no. Esta E sta amplificación presenta el inconveniente de generar una fuerte y constante emisión de calor.
Amplificadores de clase B • Son aquellos amplificadores que tienen
la peculiaridad de no disponer de corriente a través de los transistores si no existe una señal de audio presente. La propia señal de excitación polarizará a los transistores para que entren en cond co nduc ucci ción ón y así así ex exci cite ten n a su ve vezz a los los altavoces
Amplificadores de clase C • Este tipo de amplificador tampoco se
usa en audio. Los amplificadores de clase C son similares a los de clase B en que la etapa de salida tiene corriente de polarización cero. Sin embargo, los amplificadores de clase C tienen una región de corriente libre cero que es más del 50% del suministro total de voltaje
Amplificadores de clase D • La ventaja fundamental de este tipo de
amplificadores es su excelente rendimiento energético, superior en algunos casos al 90-95%, lo que reduce drásticamente el tamaño de los disipadores, y por tanto el tamaño y peso
MOSFET • MOSFET son las siglas de Metal Oxide
Semiccon Semi ondu duct ctor or Fi Fiel eld d Ef Effe fect ct Tra rans nsis isttor or.. Consiste en un transistor de efecto de campo basado en la estructura MOS. Es el transistor más utilizado en la industria microelectrónica. La practica totalidad de los circuitos integrados de uso comercial están basados en transistores MOSFET.
JFET
• El JFET es un dispositivo unipolar, ya que en su
funcionamiento sólo intervienen los portadores mayoritarios. Existen 2 tipos de JFET: de "canal N" y "de canal P". un JFET de los denominados canal n está formad formado o por una pastill pastilla a de semic semiconduct onductor or tipo tipo P en cuyos cuyos extrem extremos os se se sitúan sitúan dos dos patillas patillas de salida salida flanqueada flanqu eada por dos dos regione regioness con con dopaje dopaje de de tipo tipo N en las que se conectan dos terminales conectados entre sí Al aplica aplicarr una tensió tensión n negativ negativa a VGS entre entre puert puerta ay fuente, las zonas N crean a su alrededor sendas zonas en las que el paso de electrones (corriente ID) queda cortado, llamadas zonas de exclusión. Cuando esta VGS sobrepasa un valor determinado, las zonas de exclusión se extienden hasta tal punto que el paso de elect electron rones es ID entre entre fuen fuente te y drenado drenadorr que queda da completamente cortado.
Tiristor
• El tiri tirist stor or es un un compo componen nente te elec electró trónic nico o
constituido por elementos semiconductores que uti utiliz liza a realim realiment entaci ación ón int intern erna a para para producir una conmutación. Se emplea generalmente para el control de potencia eléctrica.