Mediante el desarrollo de esta práctica se pretenden lograr los siguientes objetivos:

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1 PRÁCTICA 3: Caracterización de cmpnentes activs. Dids semicnductres. 1. Objetivs Mediante el desarrll de esta práctica se pretenden lgrar ls siguientes bjetivs: Identificación de ls diferentes tips dids semicnductres. Interpretación del códig marcad pr el fabricante sbre el cuerp. Extracción y verificación de las características técnicas de ls dids. Simulación y realización práctica de circuits electrónics basads en dids. Para ell, se va a dividir el desarrll de la práctica en las siguientes fases: Identificación e interpretación de ls dids semicnductres. Obtención de las características técnicas. Mntajes de aplicación. Al finalizar la práctica, el alumn deberá entregar cm memria ls resultads btenids, para l que se prprcinan unas tablas figuras para cada apartad. Deberán incluirse también las simulacines resueltas, así cm un apartad final de cnclusines, dnde se cmentarán ls aspects que el alumn cnsidere más significativs del desarrll de la práctica. 2. Cncimients previs necesaris Para la realización de esta práctica es cnveniente repasar ls cntenids teórics desarrllads en el capítul crrespndiente a Dids Semicnductres de la asignatura de Dispsitivs Electrónics. Alguns cncimients de interés que cnviene recrdar sn: Estructura y simblgía Curva característica I-V de un did (idealizacines) Valres límites Plarización Directa Tensión umbral Tensión Zéner Intensidad inversa de saturación Resistencia estática y dinámica Circuits equivalentes en cada tram Inversa Cálcul del punt de trabaj Cmprtamient de un did en régimen dinámic (cnmutación) Tiemps de cnmutación Capacidades en la unión Mdel equivalente Tips y aplicacines de ls dids Departament de Electrónica 1

2 PRÁCTICA 3: Caracterización de cmpnentes activs. Dids semicnductres. 3. Identificación 3.1. Estructura y simblgía Un did semicnductr de estad sólid es un cmpnente electrónic fabricad a partir de un material base semicnductr sbre el que se difunde una unión P-N. El terminal crrespndiente a la zna P se denmina ánd (A) y el crrespndiente a la zna N, cátd (K). En la figura 1 queda reflejada la cnstitución de una unión P-N, el símbl genéric utilizad para representar un did, así cm la característica I-V del mism. De manera teórica, cn algunas idealizacines y aprximacines, puede btenerse que: I = I S (e qv/kt -1) Cn: I y V: intensidad y tensión pr el did en sentid ánd-cátd. I S : intensidad inversa de saturación. KT/q = 0,026 (T/300) Vlts.: ptencial térmic (T viene dad en K). V I P N I I FM Ge Si K V RM I S Vγ V Ánd Cátd Figura 1. Estructura y simblgía 3.2. Cdificación En la cdificación de dids se distinguen tres códigs fundamentales, que sn: Eurpe (PROELECTRÓN) American (JEDEC) Japnés (JIS) Habitualmente se utiliza la cdificación eurpea americana. Departament de Electrónica 2

3 PRÁCTICA 3: Caracterización de cmpnentes activs. Dids semicnductres. Códig eurpe (PROELECTRÓN) Dispne de ds tres letras seguidas de un númer (que también puede tener alguna letra intermedia). La primera letra indica el material utilizad (A Germani, B Silici). Las tras letras sn relativas a la aplicación. (véase anex-hjas características). Códig american (JEDEC) El códig american empieza cn 1N (una unión) seguid de un númer sin ninguna significación especial que n sea de identificación en catálg. Evidentemente estas distintas cdificacines dan lugar a que dids cn códigs diferentes puedan ser equivalentes (características similares) Tablas de identificación Cn ayuda de la plantilla de dids, de ls catálgs y de las hjas características cmplétese la tabla de resultads (T1). TABLA T1- Identificación de dids. CÓDIGO 1N4007 OA90 1N4747 1N4148 BZX55C5V1 TIPO (Ge/Si ) FABRICANTE I F ( ma ) V RM ( v ) P ( mw ) Tjmax (ºC) I Z max ( ma ) V Z ( v ) T (%) Cp ( pf) EQUIVALENTE CÁPSULA APLICACIONES Departament de Electrónica 3

4 PRÁCTICA 3: Caracterización de cmpnentes activs. Dids semicnductres. 4. Obtención de características Una vez realizada la identificación de alguns dids se prcede en este apartad a btener la característica I-V y ls tiemps de cnmutación de algun de ells. Para ell es necesari utilizar: Pspice Trazadr de curvas Oscilscpi 4.1. Curvas características I-V En este apartad se pretenden btener las curvas características de diverss dids, tant en simulación (Pspice), cm de frma práctica (trazadr de curvas) Simulación Mediante el Pspice bténgase la curva característica I-V de ls siguientes dids: 1N4002 1N4148 1N750 Para btener la curva característica I-V en simulación es necesari realizar un DC sweep del generadr de tensión V1. 1. Implementación del mntaje R1 R1 0Vdc V1 1k D1 0Vdc V1 1k D2 D1N4148 D1N N4148 1N Cnfiguración parámetrs de simulación (DC sweep): Ajuste de ls parámetrs de barrid a las características de ls dids 1N4002, 1N4148: Barrid entre -2 y +2 vlts. Increment: 0.01 vlts 1N750: Barrid entre -10 y +2 vlts. Departament de Electrónica 4

5 PRÁCTICA 3: Caracterización de cmpnentes activs. Dids semicnductres. 3. Resultads simulación: Curva característica I-V Seleccinar V D cm variable del eje X (plt axis settings). 1.5mA I(D1) 1.0mA 0.5mA Curva I-V 1N4148 0A -0.5mA -2.0V -1.6V -1.2V -0.8V -0.4V 0V 0.4V 0.8V V1(D1) 10mA 0A Curva 1N4148 I-V 1N750-10mA -5.0V -4.0V -3.0V -2.0V -1.0V -0.0V 1.0V I(D1) V1(D1) Trazadr de curvas Utilizand el trazadr de curvas, bténgase la curva característica I-V de ls siguientes dids: 1N4007 1N4148 Departament de Electrónica 5

6 PRÁCTICA 3: Caracterización de cmpnentes activs. Dids semicnductres Tiemps de cnmutación En este apartad se pretenden btener ls tiemps de cnmutación de un did, tant en simulación (Pspice), cm de frma práctica (scilscpi). La figura 2 muestra el mntaje a realizar. Generadr de funcines V E R=1K V D Did V E V D canal 1 del scilscpi canal 2 del scilscpi V V E V D t t fr tiemp recuperación direct t rr = t s + t t tiemp recuperación invers t fr t s t t Figura 2. Tiemps de cnmutación Para visualizar ls tiemps de cnmutación es necesari seleccinar una señal de entrada cn una frecuencia tal que permita visualizarls crrectamente. La figura 3 muestra la señal de entrada prpuesta. En el cas de una visualización defectusa de ls misms mdifíquese la frecuencia de dicha señal hasta una crrecta visualización. 5v V E (t) t -5v T=10us Figura 3. Señal de entrada para visualizar ls tiemps de cnmutación. Departament de Electrónica 6