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COMPONENTES DE ESTADO SÓLIDO O SEMICONDUCTORES
Diodo
Tipos de diodos de estado sólido
Un diodo es un dispositivo que permite el paso
de la corriente eléctrica en una única dirección.
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 (no conduce), y por
encima de ella como un circuito cerrado con muy
pequeña resistencia eléctrica.
Debido a este comportamiento, se les suele
denominar rectificadores, ya que son
dispositivos capaces de convertir una corriente
alterna en corriente continua. Su principio de
funcionamiento está basado en los experimentos
de Lee De Forest.
Diodo LED
LEDs.
Un LED, siglas en inglés de Light-Emitting Diode (diodo
emisor de luz) es un dispositivo semiconductor (diodo) que
emite luz cuasi-monocromática, es decir, con un espectro
muy angosto, cuando se polariza de forma directa y es
atravesado por una corriente eléctrica. El color, (longitud de
onda), depende del material semiconductor empleado en la construcción del diodo,
pudiendo variar desde el ultravioleta, pasando por el espectro de luz visible, hasta el
infrarrojo, recibiendo éstos últimos la denominación de IRED (Infra-Red Emitting
Diode).
El funcionamiento físico consiste en que, un electrón pasa de la banda de conducción
a la de valencia, perdiendo energía. Esta energía se manifiesta en forma de un fotón
desprendido, con una amplitud, una dirección y una fase aleatoria.
El dispositivo semiconductor está
comúnmente encapsulado en una cubierta
de plástico de mayor resistencia que las de A (p)
C ó K (n)
vidrio que usualmente se emplean en las
lámparas incandescentes. Aunque el plástico
puede estar coloreado, es sólo por razones
Representación simbólica del diodo LED
estéticas, ya que ello no influye en el color
de la luz emitida. Usualmente un LED es una fuente de luz compuesta con diferentes
partes, razón por la cual el patrón de intensidad de la luz emitida puede ser bastante
complejo [1].
Para obtener una buena intensidad luminosa debe escogerse bien la corriente que
atraviesa el LED; el voltaje de operación va desde 1,5 hasta 2,2 voltios
aproximadamente, y la gama de intensidades que debe circular por él va desde 10
hasta 20 mA en los diodos de color rojo, y de 20 a 40 mA para los otros LEDs.
El primer LED que emitía en el espectro visible fue desarrollado por el ingeniero de
General Electric Nick Holonyak en 1962.
SCR
SCR son unas siglas de Sustained Cell Rate (Cadencia sostenida de celdas). tien 4
significados protocolo ATM.
El rectificador controlado de silicio (en inglés SCR: Silice Controlled Rectifier) es un
tipo de tiristor formado por cuatro capas de material semiconductor con estructura
PNPN o bien NPNP. El nombre proviene de la unión de Tiratrón (tyratron) y Transistor.
Un SCR posee tres conexiones: ánodo, cátodo y puerta. La puerta es la encargada de
controlar el paso de corriente entre el ánodo y el cátodo. Funciona básicamente como
un diodo rectificador controlado, permitiendo circular la corriente en un solo sentido.
Mientras no se aplique ninguna tensión en la puerta del SCR no se inicia la conducción
y en el instante en que se aplique dicha tensión, el tiristor comienza a conducir. Una
vez arrancado, podemos anular la tensión de puerta y el tiristor continuará
conduciendo hasta que la corriente de carga disminuya por debajo de la corriente de
mantenimiento. Trabajando en corriente alterna el SCR se desexcita en cada
alternancia o semiciclo.
Cuando se produce una variación brusca de tensión entre ánodo y cátodo de un
tiristor, éste puede dispararse y entrar en conducción aún sin corriente de puerta. Por
ello se da como característica la tasa máxima de subida de tensión que permite
mantener bloqueado el SCR. Este efecto se produce debido al condensador parásito
existente entre la puerta y el ánodo.
Los SCR se utilizan en aplicaciones de electrónica de potencia y de control.
Podríamos decir que un SCR funciona como un interruptor electrónico.
Transistor bipolar
El transistor bipolar es el más común de los transistores, y como los diodos, puede
ser de germanio o silicio.
Existen dos tipos transistores: el NPN y el PNP, y la dirección del flujo de la corriente
en cada caso, lo indica la flecha que se ve en el gráfico de cada tipo de transistor.
El transistor es un dispositivo de 3 patillas con los siguientes nombres: base (B),
colector (C) y emisor (E), coincidiendo siempre, el emisor, con la patilla que tiene la
flecha en el gráfico de transistor.
Transistor NPN
Transistor PNP
El transistor es un amplificador de corriente, esto quiere decir que si le introducimos
una cantidad de corriente por una de sus patillas (base), el entregará por otra
(emisor) , una cantidad mayor a ésta, en un factor que se llama amplificación.
Este factor se llama b (beta) y es un dato propio de cada transistor
Circuito integrado
Detalle de un circuito integrado construido para
procesamiento fotográfico.
Un circuito integrado (CI) o chip, es una pastilla muy
delgada en la que se encuentra una enorme cantidad
(del orden de miles o millones) de dispositivos
microelectrónicos interconectados, principalmente diodos
y transistores, además de componentes pasivos como
resistencias o condensadores. Su área es de tamaño reducido, del orden de un cm² o
inferior. Algunos de los circuitos integrados más avanzados son los
microprocesadores, que son usados en múltiples artefactos, desde computadoras
hasta electrodomésticos, pasando por los teléfonos móviles. Otra familia importante de
circuitos integrados la constituyen las memorias digitales.
SEMICONDUCTORES OPTICOS
Este es un grupo especial de semiconductores
que utilizan la luz para trabajar. Para su estudio y
experimentación se ha establecido una rama
llamada Optoelectrónica.
En este grupo se pueden mencionar los
siguientes:
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El diodo LED (Diodo emisor de luz)
La fotoresistencia o Fotocelda
El Fotodiodo
El Fototransitor
El Optoacoplador
El diodo Led ya se estudio anteriormente en el grupo de los diodos.