TRABAJO DIODO SEMICONDUCTOR CORRECCION.

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La aplicación de un potencial de polarización en directa VD “presionará” a los electrones en el material tipo n y a los huecos en el material tipo p para que se recombinen con los iones próximos al límite y reducirá el ancho de la región de empobrecimiento como se muestra en la figura 1.

El flujo de portadores minoritarios de electrones resultante del material tipo p al material tipo n (y de huecos del material tipo n al tipo p) no cambia de magnitud (puesto que el nivel de conducción es controlado principalmente por el número limitado de impurezas en el material), aunque la reducción del ancho de la región de empobrecimiento produjo un intenso flujo de portadores (b) mayoritarios a través de la unión. Un electrón del material tipo p ahora “ve” una barrera reducida en la unión debido a la región de empobrecimiento reducida y a una fuerte atracción del potencial positivo aplicado al material tipo p. En cuanto se incrementa la magnitud de la polarización aplicada, el ancho de la región de empobrecimiento continuará reduciéndose hasta que un flujo de electrones pueda atravesar la unión, lo que produce un crecimiento exponencial de la corriente como se muestra en la región de polarización en directa de las características de la figura 3. [1]

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Figura 3. Características del diodo de Silicio[g]

“La tensión mínima necesaria para obtener una corriente significativa, es de 0.7 V para semiconductores de silicio (a temperatura ambiente) y 0.3 V para semiconductores de germanio. La diferencia de tensión para el silicio y el germanio radica en la estructura atómica de los materiales”. [2]

Es importante saber que: “La dirección definida de la corriente convencional en la región de voltaje positivo corresponde a la punta de flecha del símbolo de diodo”. [1]

Condición de polarización en inversa

Si se aplica un potencial externo de V volts a través de la unión p-n con la terminal positiva conectada al material tipo n y la negativa conectada al material tipo p como se muestra en la figura 4 y 5, el número de iones positivos revelados en la región de empobrecimiento del material tipo n se incrementará por la gran cantidad de electrones libres atraídos por el potencial positivo del voltaje aplicado. Por las mismas razones, el número de iones negativos no revelados se incrementará en el material tipo p. El efecto neto, por consiguiente, es una mayor apertura de la región de empobrecimiento, la cual crea una barrera demasiado grande para que los portadores mayoritarios la puedan superar, por lo que el flujo de portadores mayoritarios se reduce efectivamente a cero, como se muestra en la figura 4. [1]

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Figura 4. Distribución interna de la carga en condiciones de polarización en inversa

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Figura 5. Polaridad de polarización en inversa y dirección de la corriente de saturación en inversa.

Sin polarización aplicada (V = 0 V)

En el momento en que los dos materiales se “unen”, los electrones y los huecos en la región de la unión se combinan y provocan una carencia de portadores libres en la región próxima a la unión, como se muestra en la figura 6, Observe en la figura que las únicas partículas mostradas en esta región son los iones positivos y negativos que quedan una vez que los portadores libres han sido absorbidos. [1]

No hay conducción de corriente entre los terminales del diodo.

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Figura 6. Distribución de carga interna del diodo

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Describa brevemente los tipos de diodos y coloque su respectiva simbología.

Diodo rectificador.

Son dispositivos semiconductores que solo conducen en su condición de polarización directa y en inversa actúan como un circuito abierto. Está condición es la que permite que los diodos rectifiquen la señal. Son los más comunes en el mercado. [3]

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Figura 7. Diodo rectificador.

Diodo Zéner.

Este tipo de diodo funciona tanto en su condición directa como en inversa. En directa funciona como un diodo normal con un voltaje de 0.6 – 0.7 voltios y en inversa tiene la capacidad de mantener un voltaje constante. Mayormente usados en elementos de control. [3]

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Figura 8. Símbolo del diodo zéner.

Diodo varactor.

Es también conocido como diodo varicap. Es un semiconductor que funciona en polarización inversa como condensadores variables controlados por voltajes. Resultan muy útiles en los campos de radiofrecuencias y tv, también empleados en osciladores, amplificadores, generadores FM y dispositivos de alta frecuencia. [3]

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Figura 9. Símbolo del diodo Varicap.

Diodo emisor de luz.

Es un semiconductor que es capaz de emitir luz luego de haberle suministrado cierto voltaje. Sus colores varían según su composición, pero es común encontrarlos en color rojo, verde, ámbar, blanco, azul, entre otros. Estos semiconductores deben ser protegidos por una resistencia, cuyo valor es calculable con una formula, la idea es limitar el paso de la corriente para que no se queme. También debe protegerse contra excesos de voltaje en inversos superiores a 5V. [3]

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Figura 10. Símbolo del diodo emisor de luz.

Diodo laser.

Son dispositivos semiconductores que emiten una luz monocromática, normalmente roja o infrarroja, fuertemente concentrada, enfocada y potente. Todo esto se debe a un sistema de lentes que tiene internamente para proyectar esa luz. Es muy utilizado en computadoras y audio, en lectores de DVD para el procesamiento de datos. Se pueden encontrar en los lectores de códigos, marcadores, entre otros. [3]

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Figura 11. Símbolo del diodo