Diodos Semiconductores. José Gómez Quiñones. Diodo Ideal + - V AK. José Gómez Quiñones

Transcripción

1 odos Semconductores A odo Ideal + - K Id AK p n 1

2 odo Ideal Cuando se combnan materales tpo n y tpo p, exste una dstrbucón de carga, algunos de los electrones lbres en la estructura brncan a través de la junta pn y se recombnan con los huecos lbres del materal tpo p, smlarmente los huecos del materal tpo p, se combnan con los electrones del materl tpo n odo Ideal Estas cargas forman un campo eléctrco Esto sucede en una regón llamada de agotamento, el campo eléctrco resultante forma una barrera potencal v.s. la corrente eléctrca Para producr una corrente a través de la junta se debe reducr la barrera aplcando un voltaje en la polardad apropada del dodo 2

3 Regones de Agotamento p n Regón de Agotamento A temperatura ambente Regones de Agotamento p n Regón de Agotamento +- El dodo se comporta como un conductor 3

4 Regones de Agotamento p n Regón de Agotamento -+ El dodo se comporta como un aslante Curva Característca odo Ideal I + I v - v 4

5 Relacón entre la corrente y el voltaje del odo Ecuacón de Shockley I o e qv nk 1 onde: Corrente en el dodo (amperes) v dferenca de potencal a través del dodo(volts) IoCorrente Inversa de Saturacón q Carga del Electrón, 1.6x10^-19 J/ kconstante de Boltzmann, 1.31x10^-23 emperatura Absoluta (Kelvns) n Constante e mpírca entre 1 y 2 La corrente Inversa de Saturacón I O es una funcón del dopado, la geometría del dodo y la temperatura La constante empírca n, puede varar de acuerdo a los nveles de voltaje y corrente, y depende del arrastre, dfusón y la recombnacón de portadores S n1, el valor de n 26m S n2, el valor de n 52m 5

6 6 m q k 26 efnendo: Entonces: 1 n v o e I Operando a emperatura Ambente n v o e I

7 7 Relacón oltaje-corrente en el odo v I n v o e I 1 n v o e I γ O O O n v n v O n I n rd n I dv d I e n e I dv d ] [ Elmnando la Funcón exponencal Substtuyendo en la pendente Fnalmente:

8 Resstenca námca rd n + I O n Operacón del odo I oltaje de Rup tura Regón de polarzacón nversa Regón de polarzacón drecta Corrente de Fuga 0.7 v Regón de Avalancha 8

9 Operacón del dodo Conforme se trata de exceder 0.7, la corrente se ncrementa rápdamente El voltaje mínmo para obtener una corrente notable es 0.7 (dodos de slco), y 0.2 (dodos de germano) Corrente de fuga: Corrente pequeña, que crcula cuando el dodo se polarza nversamente oltaje de Ruptura: Límte de voltaje nverso que soporta el dodo, s se excede este voltaje, el dodo entra en la regón de avalancha y puede destrurse Crcutos Equvalentes I odo Ideal v I v Modelo Smplfcado 9

10 Modelo de Segmentos Lneales I R d v Modelo de Segmentos Lneales Rectfcador de Meda onda 10

11 oltaje de Salda Hojas de atos 11

12 Hojas de atos oltaje en corrente drecta cd cd cd cd v / 2 0 m ω m π L ( t) dt m sen( ωt) dt ω cos

13 rms rms rms oltaje RMS 1 2 vl dt 0 1 m 2 / 2 0 1/ 2 ( sen( ωt) ) m 2 dt Rectfcador de Onda completa ransformador con dervacón central 13

14 Puente de odos + IN - + OU - Rectfcador de Onda Completa 14

15 Formas de Onda de Salda Correntes 15

16 oltaje de C y RMS cd 2 π m rms m 2 Consderacones de mportanca omar en cuenta el voltaje y corrente pco que el dodo puede soportar omar en cuenta el voltaje de pco nverso para cuando se encuentre polarzado nversamente Cuando estemos manejando voltajes pequeños, tomar en cuenta la caída en la junta del dodo 16

17 Fltro RC Forma de Onda de Salda 17

18 max mn C f R p L max 18