Marco Antonio Artiga Montelegre. Semiconductores

Transcripción

1 Marco Antonio Artiga Montelegre Semiconductores

2 El átomo está compuesto de núcleo (protones y neutrones) y electrones. Entre los electrones y protones se ejercen fuerzas de atracción. Las fuerzas se deben a una propiedad denominada «carga eléctrica». Las «cargas» del electrón y del protón tienen el mismo valor, pero de signo opuesto: Electrón: carga negativa (-) Protón: carga positiva (+) En la región del espacio donde se manifiestan las fuerzas sobre las cargas eléctricas, decimos que hay un CAMPO ELÉCTRICO E.

3 Es la región o zona del espacio donde se manifiestan acciones de tipo eléctrico (cargas eléctricas). Cada carga eléctrica con su presencia modifica las propiedades del espacio que la rodea. La intensidad del campo eléctrico en un punto es la fuerza que actúa sobre una unidad de carga positiva situada en ese punto. La intensidad del campo es una magnitud vectorial. El campo eléctrico es un campo vectorial.

4 La corriente eléctrica es debida al arrastre de electrones en presencia de un campo E. El flujo de corriente depende de: La Intensidad del campo eléctrico Cantidad (concentración) de electrones libres en el material Movilidad de los electrones en ese material.

5 Michael Faraday, visualizo el campo eléctrico como haces de energía, representados como innumerables líneas rectas que salen radialmente en todas las direcciones desde el centro de la carga. Las llamo Líneas de Fuerza Eléctrica. Esas líneas tienen fuerza natural que actúan en un sentido determinado, pues son salientes en el protón y entrantes en el electrón. Del estudio del Campo eléctrico se derivan: Las leyes de atracción y repulsión de cargas (Ley de Cargas)

6

7

8 Llamada también: a) Zona de Deplexión, b) Barrera Interna de Potencial, c) Zona de Carga Espacial, d) Zona de Agotamiento o Empobrecimiento, e) Zona de Vaciado, etc.

9 Zona de la unión de los semiconductores tipo p y tipo n. Debido a difusión, los electrones libres y los huecos se recombinan en la unión. Así se crean los pares de iones con cargas opuestas a ambos lados de la unión. Esta zona carece de electrones libres y huecos. Z. V.

10

11 Las parejas de iones positivo y negativo se llaman dipolos. Al aumentar los dipolos la región cerca de la unión se vacía de portadores y se crea la llamada "Zona de deplexión".

12

13 Zona P: Semiconductora, con una Zona de Carga negativa ( - ) Zona N: Semiconductora, con una Zona de Carga positiva ( + ) Zona de agotamiento: No es conductora, puesto que no posee portadores de carga libres.

14 Ley de Cargas La carga eléctrica es un propiedad características de algunas partículas subatómicas, la cual se manifiesta mediante atracciones y repulsiones. Carga eléctrica: Interacciones entre cargas de igual y distinta naturaleza. Cargas de igual tipo se repelen o rechazan, : Un Protón (+) repele a otro Protón (+). Un Electrón (-) repele a otro Electrón (-) Cargas Opuestas se Atraen, : Un Protón (+) atrae a un Electrón (-)

15 Un Semiconductor Tipo N tiene más electrones libres que huecos Un Semiconductor Tipo más huecos que electrones. P tiene Las cargas en exceso se denominan portadores mayoritarios y las cargas en deficiencia portadores minoritarios.

16 A la temperatura de 0 K los portadores de carga, electrones libres en la zona n y huecos en la zona p, están ligados a sus respectivos átomos. A temperatura ambiente los dos tipos de portadores están libres para la conducción eléctrica. En cada zona la carga total es neutra: por cada electrón hay un ion positivo, y por cada hueco hay un ion negativo.

17 La corriente por un conductor es un flujo de cargas eléctricas. Si un capacitor es conectado a una fuente de corriente continua, recibe carga eléctrica. El valor de la carga almacenada se obtiene multiplicando la corriente entregada por la fuente por el tiempo durante el cual la fuente estuvo conectada Entonces: Q = I x t (carga = corriente x tiempo) Donde: Q: está en coulombios I: está en amperios t: está es segundos La carga almacenada es directamente proporcional al voltaje aplicado entre sus terminales. Entonces: Q = C x V (carga = capacidad x voltaje) Donde: Q: está en coulombios C: está en faradios V: está en voltios Igualando la última ecuación con la primera se tiene que: Q = I x t = C x V Despejando: V = I x t / C. Si se mantiene el valor de la corriente "I" constante y como el valor de "C" también es constante, el voltaje "V" es proporcional al tiempo