1
Download ELECTRÓNICA Y AUTOMATISMOS
Document related concepts
Transcript
Área de Tecnología Electrónica Electrónica y Automatismos ELECTRÓNICA Y AUTOMATISMOS 2º Curso de Instalaciones Electromecánicas Mineras Tema 1: Componentes Electrónicos El diodo Profesor: Javier Ribas Bueno Nota: Las animaciones contenidas en esta presentación requieren Office XP o posterior Universidad de Oviedo Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres Área de Tecnología Electrónica Electrónica y Automatismos Componentes electrónicos: El diodo • Introducción a la física de estado sólido: semiconductores • La unión P-N • Características eléctricas de un diodo semiconductor ¾ Característica real ¾ Linealización de la característica de un diodo • Interpretación de los datos de un catálogo • Diodos especiales • Asociación de diodos • Aplicaciones Universidad de Oviedo Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres 1 Área de Tecnología Electrónica Electrónica y Automatismos Introducción a la física de estado sólido: semiconductores Semiconductor intrínseco Si Si Si 0ºK Si Si Si Si: silicio Grupo IV de la tabla periódica Si Universidad de Oviedo Si Si Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres Área de Tecnología Electrónica Electrónica y Automatismos Introducción a la física de estado sólido: semiconductores Semiconductor intrínseco Si Si Si Si Si 0ºK + Si Electrón Hueco Si Universidad de Oviedo 300ºK Si Si Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres 2 Área de Tecnología Electrónica Electrónica y Automatismos Introducción a la física de estado sólido: semiconductores Semiconductor intrínseco: acción de un campo eléctrico - + - Si Si Si Si Si Si + + - + + Si - Universidad de Oviedo Electrónica y Automatismos Si Si + + Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres Área de Tecnología Electrónica Introducción a la física de estado sólido: semiconductores Semiconductor intrínseco: acción de un campo eléctrico Conclusiones: ¾La corriente en un semiconductor es debida a dos tipos de portadores de carga: HUECOS y ELECTRONES ¾La temperatura afecta fuertemente a las propiedades eléctricas de los semiconductores: mayor temperatura Î más portadores de carga Î menor resistencia Universidad de Oviedo Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres 3 Área de Tecnología Electrónica Electrónica y Automatismos Introducción a la física de estado sólido: semiconductores Semiconductor extrínseco : TIPO N Sb: antimonio Si Si Si Sb Si Impurezas del grupo V de la tabla periódica Si + Si Si Es necesaria muy poca energía para ionizar el átomo de Sb Si A temperatura ambiente todos los átomos de impurezas se encuentran ionizados Universidad de Oviedo Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres Área de Tecnología Electrónica Electrónica y Automatismos Introducción a la física de estado sólido: semiconductores Semiconductor extrínseco: TIPO N + + + + + + Electrones libres + Impurezas grupo V + + + + + + + + + 300ºK Átomos de impurezas ionizados Los portadores mayoritarios de carga en un semiconductor tipo N son electrones libres Universidad de Oviedo Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres 4 Área de Tecnología Electrónica Electrónica y Automatismos Introducción a la física de estado sólido: semiconductores Semiconductor extrínseco : TIPO P Al: aluminio Si Si Si Si Al Si Si Si Impurezas del grupo III de la tabla periódica Es necesaria muy poca energía para ionizar el átomo de Al Si A temperatura ambiente todos los átomos de impurezas se encuentran ionizados Universidad de Oviedo Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres Área de Tecnología Electrónica Electrónica y Automatismos Introducción a la física de estado sólido: semiconductores Semiconductor extrínseco: TIPO P - - - - - Huecos libres - Impurezas grupo III - - - - - - - 300ºK Átomos de impurezas ionizados Los portadores mayoritarios de carga en un semiconductor tipo P son Huecos. Actúan como portadores de carga positiva. Universidad de Oviedo Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres 5 Área de Tecnología Electrónica Electrónica y Automatismos La unión P-N La unión P-N en equilibrio - - - - - + - - Semiconductor tipo P + + + + - - + + + - - - + + - - + + + + + + Semiconductor tipo N Universidad de Oviedo Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres Área de Tecnología Electrónica Electrónica y Automatismos La unión P-N La unión P-N en equilibrio Zona de transición - - - - - - Semiconductor tipo P + - - + + + + - + + + - - - + + - - + + + + + + Semiconductor tipo N + Al unir un semiconductor tipo P con uno de tipo N aparece una zona de carga espacial denominada ‘zona de transición’. Que actúa como una barrera para el paso de los portadores mayoritarios de cada zona. Universidad de Oviedo Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres 6 Área de Tecnología Electrónica Electrónica y Automatismos La unión P-N La unión P-N polarizada inversamente P - - - - - - - - + - - + + + + - - + + + + + + N + + - - + + + + La zona de transición se hace más grande. Con polarización inversa no hay circulación de corriente. Universidad de Oviedo Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres Área de Tecnología Electrónica Electrónica y Automatismos La unión P-N La unión P-N polarizada en directa P - - - - - - - - - + + + - + + + + + - + N + + - - + + + + + + La zona de transición se hace más pequeña. La corriente comienza a circular a partir de un cierto umbral de tensión directa. Universidad de Oviedo Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres 7 Área de Tecnología Electrónica Electrónica y Automatismos La unión P-N La unión P-N polarizada en directa P - - - - - - - - - + + + - + - Concentración de huecos + + + + - + N + + - - + + + + + Concentración de electrones La recombinación electrón-hueco hace que la concentración de electrones en la zona P disminuya al alejarse de la unión. Universidad de Oviedo Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres Área de Tecnología Electrónica Electrónica y Automatismos La unión P-N Conclusiones: ¾Aplicando tensión inversa no hay conducción de corriente ¾Al aplicar tensión directa en la unión es posible la circulación de corriente eléctrica P N DIODO SEMICONDUCTOR Universidad de Oviedo Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres 8
