4. DIODOS DE SEMICONDUCTOR.

Documentos relacionados
Rectificador de media onda

Tema 3: Semiconductores.

Complementos de Física-Ingeniería Informática- Boletín 4

TEMA 6 FÍSICA DE SEMICONDUCTORES

Transporte de portadores. Corriente en los semiconductores

Semiconductores. Dr. J.E. Rayas Sánchez

Tema 7. El transistor. El transistor bipolar de unión. Tema 7. El Transistor

Tema 6: Transistores FET. Contenidos 6.1 Introducción 6.2 Clasificación 6.3 MOSFET 6.4 FET de Puerta de Unión 6.5 Efectos de Segundo Orden

UNIDAD 4 PROPIEDADES DE LA MATERIA

TEMA 6: Polarización del diodo 6.1

TEMA 2: Conducción de Corriente 2.1

El Transistor de Juntura Bipolar (BJT)

SEMICONDUCTORES fuera del EQUILIBRIO

CIRCUITOS ELÉCTRICOS

TEMA 5: La unión pn: concepto y estudio en equilibrio termodinámico

El Transistor de Efecto de Campo (FET)

TEMA 2. PRINCIPIOS FÍSICOS DE LOS SEMICONDUCTORES

Área Electrónica Laboratorio 4º Año TRABAJO PRÁCTICO Nº 1 ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS

Asignatura Electrónica. Tema 3: Diodo de unión PN

Solución. x 1 =36 x 2 =24 n 1 =50 n 2 =75 IC=96 % σ 1 =6 σ 2 =8. Datos. Fórmula x 1 -x 2 =36-24=

Composición de fundamental con tercera armónica Onda fundamental. Onda resultante

DIODO de JUNTURA P-NP

Circuitos Combinacionales

2. Estimación de errores de medidas directas

Modelando la Unión P-N

Práctica 3. El transistor interruptor NPN. Práctica 4. El transistor interruptor PNP. Práctica 5. Báscula R.S. con transistores.

Transistores de Efecto de Campo parte 2

Cuestión 2 (tiempo recomendado 15 min.)

Recordemos para la distribución Binomial

Práctica de Laboratorio. Tema: Sistemas de Regulación.

20/11/2011 ELECTROTECNIA

Prof: Zulay Franco 1

JUNTURA METAL SEMICONDUCTOR

TEMA 3: DISTRIBUCIONES BIDIMENSIONALES.

El amplificador operacional como generador de tensión diferencial -voltaje controlado

[e j N 2 e j N 2 ]...} (22)

Materiales Eléctricos. Juntura PN polarizado Directo 13/05/2015. Juntura PN c/polarizacion 0. Semic. Tipo P. Semic. Tipo N Banda Conducción

Estructura de los Sólidos

4.4 Sistemas mal condicionados

16/10/ Características en conmutación. El Modelo Digital del Transistor MOS

PROYECTO DE CARRERA: INGENIERÍA INDUSTRIAL ASIGNATURA: ESTADÍSTICAS II UNIDAD III: TECNICAS DE ESTIMACIÓN ESTIMACIÓN POR INTERVALOS

POSIBLE SOLUCIÓN DEL EXAMEN DE INVESTIGACIÓN OPERATIVA DE SISTEMAS DE JUNIO DE 2004.

1.Introducci. 1.3 Bandas de energía y portadores de carga en semiconductores

TEMA 4: Ecuaciones Generales 1

Cátedra de Geoquímica TP N 12 Electroquímica

E.T.S.I. Industriales y Telecomunicación Curso PRUEBAS DE EVALUACIÓN. Prueba 19 de octubre OPCIÓN A. con su recta normal en el punto 0.

Polinomio de una sola variable. , llamaremos polinomio de la variable x a toda expresión algebraica entera de la forma:

Fuerzas sobre superficies sumergidas

Electrónicos y Fotónicos

Importancia de las medidas de tendencia central.

Soluciones práctico 3 - Electrotécnica 2 Transformador trifásico

El Modelo Digital del Transistor MOS

Unidad 7. Estimación de medias, proporciones y varianzas

VIBRACIÓN DE CUERDAS. λ n. = λ = Figura 1: Ondas transversales estacionarias originadas en una cuerda fijada por ambos extremos

:: OBJETIVOS [3.1] :: PREINFORME [3.2]

Calcular la resistencia equivalente de asociaciones de resistencias. Conocer los efectos energéticos de la corriente eléctrica y el efecto Joule.

Fundamentos Físicos de la Ingeniería Ingenieros de Montes 05 julio 2007

MINITAB y MODELOS DE REGRESIÓN

EXAMEN. 16 DE OCTUBRE DE 2014 CURS0 2014/2015 Problema (10 puntos).

PRÁCTICAS DE DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS Y FOTÓNICOS.

Convolución. Dr. Luis Javier Morales Mendoza. Procesamiento Digital de Señales Departamento de Maestría DICIS - UG

). Por ejemplo: mínimos cuadrados, momentos, métodos bayesianos, etc. Nosotros solo revisaremos aquí el método de máxima verosimilitud

Generadores de onda Práctica # 8

Relación de betas y pkd s. Complejos sucesivos. [ M][ L] Kd. ML ML L Kd4 M 5L ML ML 3 ML3 ML4 ML M L. Prof. José de Jesús García Valdés QAII

IES POLITÉCNICO SORIA - (Dep. de Física y Química)

Estadística. Contrastes para proporciones

DERIVADA DE FUNCIONES DEL TIPO f ( x) c, donde c es una constante, la derivada de esta función es siempre cero, es decir:

Cálculo. 1 de septiembre de Cuestiones

METODO DE ITERACION DE NEWTON

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE TEMUCO FACULTAD DE INGENIERÍA DEPTO. DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS SERIES DE POTENCIAS

Prácticas de Matemáticas I y Matemáticas II con DERIVE-5 138

Consideremos los siguientes experimentos aleatorios

APUNTES DE FÍSICA I Profesor: José Fernando Pinto Parra UNIDAD 11 DINÁMICA DEL MOVIMIENTO ROTACIONAL

DISTRIBUCIONES DISCRETAS. PROBABILIDAD BINOMIAL

Quadern d activitats de filtres digitals

UNIDAD 1 Ecuaciones Diferenciales de Primer Orden

Práctica de Laboratorio. Respuesta de los Instrumentos de Medida ante Distintas Señales de Tensión y Frecuencia.

R. Urbán Introducción a los métodos cuantitativos. Notas de clase Sucesiones y series.

1. Óptica geométrica: conceptos básicos y convenio de signos.

4.- Aproximación Funcional e Interpolación

APUNTES DE FÍSICA I Profesor: José Fernando Pinto Parra UNIDAD 8 CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL

Prácticas de Matemáticas I y Matemáticas II con DERIVE 136

Límites en el infinito y límites infinitos de funciones.

LAS SERIES GEOMÉTRICAS Y SU TENDENCIA AL INFINITO

2.2. ECUACIONES DE FLUJO EN AGUAS SUBTERRÁNEAS.

-x -x 2x n eq. b) La concentración de los compuestos si el volumen se reduce a la mitad manteniendo constante la temperatura de 400 ºC.

Ejercicio 1. Calcule y grafique la densidad espectral de potencia de la salida del filtro y el valor de potencia total. Ejercicio 2.

TEMA 7 Trenes de Engranajes

SESIÓN 8 DESCRIPCIONES DE UNA RELACIÓN

M arcelo, de vez en vez, usa una reata de 10 m de largo y 2 cm de grueso para

TRABAJO PRÁCTICO N O 1. SÍNTESIS DE SEÑALES Y ANÁLISIS DE SISTEMAS

Desarrollo: Teorema: El número natural impar p=2k+1 es primo si, y solamente si, él pertenece a todos los intervalos abiertos de la forma I x =

UNIDAD 4 MODELOS PROBABILÍSTICOS

ANEXO I - Algunos elementos sobre tratamiento de incertezas experimentales, cifras significativas, tablas, gráficos y esquemas.

Transcripción:

4. Diodos de semicoductor. 15 4. DIODOS D SMICONDUCTOR. DSCRIPCIÓN DL XPRIMNTO OBJTIVOS l roósito de la ráctica es aalizar el comortamieto del diodo e los circuitos electróicos. rimer lugar se determiará exerimetalmete las curvas características de u diodo rectificador y de u diodo Zeer, que relacioa la diferecia de otecial y la itesidad e dichos comoetes. A artir de estas curvas se obtedrá los arámetros que caracteriza a dichos diodos. INTRODUCCIÓN La deomiada uió - se cosigue doado de forma diferete dos zoas de u mismo cristal de semicoductor: ua zoa tio mediate átomos acetores de electroes, y otra de tio mediate átomos doadores de electroes. la rimera los huecos será los ortadores mayoritarios, mietras que e la seguda lo será los electroes. Figura 1.- Uió -. Al existir diferetes cocetracioes de electroes y huecos e las dos zoas del cristal, se iiciará rocesos de difusió tedetes a uiformizar las cocetracioes, que suodrá u movimieto de huecos de la zoa a la, y de electroes de la zoa a la. ste movimieto e setido cotrario de electroes y huecos hace que e la uió de ambas zoas se ecuetre ambos tios de ortadores de carga, co lo que e la uió se icremetará las recombiacioes, desaareciedo ares electró-hueco, y dejado al descubierto la carga de los ioes que ha formado los átomos doates. De esta forma se crea lo que se deomia zoa de trasició, formada or ioes egativos e la zoa, y or ioes ositivos e la zoa. stas distribucioes de carga origia u camo eléctrico e el setido de la zoa hacia la (de ositivo a egativo), camo que se ooe al movimieto de difusió de electroes (cargas egativas sobre las que aarecerá fuerzas electrostáticas e setido cotrario al camo, de la zoa a la, e setido cotrario al de su difusió, de la zoa a la ) y huecos (cargas ositivas sobre las que aarecerá fuerzas electrostáticas e el mismo setido que el camo, de la zoa a la, e setido cotrario al de su difusió, de la zoa a la ). Así, la difusió roduce las distribucioes de carga, y éstas se ooe a la difusió. el equilibrio tedremos cuatro zoas: la zoa y la zoa, searadas or la zoa de trasició dividida e ua arte co carga ositiva juto a la zoa, y otra arte egativa juto a la zoa. Figura 2.- Zoa de trasició e la uió -. esta situació, la corriete eléctrica que se origia or el movimieto de electroes y de huecos será la siguiete:

16 Prácticas de Física - Los electroes mayoritarios de la zoa que se mueve or difusió hacia la zoa, de los que solo ua equeña arte tedrá eergía suficiete ara atravesar la zoa de trasició, y que da lugar a la corriete I d. - Los huecos mayoritarios de la zoa que se mueve or difusió hacia la zoa, de los que solo ua equeña arte tedrá la eergía suficiete ara atravesar la zoa de trasició, y que da lugar a la corriete I d. - Los electroes mioritarios de la zoa que se mueve or efecto del camo hacia la zoa, y que da lugar a la corriete I e. - Los huecos mioritarios de la zoa que se mueve or efecto del camo hacia la zoa, y que da lugar a la corriete I e. La corriete total que atraviesa la zoa de trasició será la suma de todas las corrietes ateriores, y deberá ser cero cuado el cristal se ecuetre e circuito abierto: I = I + I + I + I (1) d d e e Al colocar u diodo e u circuito eléctrico odemos ecotraros co dos osibilidades: que coectemos la zoa del diodo a mayor otecial que la, lo que se deomia olarizació directa, o que la zoa del cristal esté a mayor otecial que la, lo que se deomia olarizació iversa. olarizació directa alicamos u camo exterior co el que estamos favoreciedo el movimieto de difusió de los ortadores mayoritarios. La zoa de trasició se reducirá ya que la desaarició de electroes y huecos or recombiació se ve comesada co la etrada de uevos electroes y huecos del circuito, y, or lo tato, a los ortadores mayoritarios les será más fácil atravesar la barrera. Así, tedremos e el diodo ua corriete debida, rácticamete, a la difusió de electroes y huecos, I I d +I d, ya que la corriete debida a los ortadores mioritarios es muy reducida. Ua vez suerado y aulado el camo eléctrico de la zoa de trasició, el movimieto de difusió o tedrá igua oosició, a exceció de la resistecia óhmica del cristal. I Figura 3.- Diodo e olarizació directa. olarizació iversa el camo exterior se suma al de la zoa de trasició, co lo que la oosició al movimieto de difusió de los ortadores mayoritarios se icremeta. La zoa de trasició se hace mayor, y la úica corriete que uede asar la zoa de trasició es la de los ortadores mioritarios, corriete de valor muy reducido I I e +I e =I 0 0. Auque aumetemos el valor del camo exterior la itesidad seguirá siedo muy débil, seguirá siedo la de los ortadores mioritarios. De este modo el efecto de u diodo e u circuito eléctrico lo odemos cosiderar como u cortocircuito cuado se olariza directamete, y como u circuito abierto cuado está e olarizació iversa.

4. Diodos de semicoductor. 17 I 0 Figura 4.- Diodo e olarizació iversa. Curva característica de u diodo. Se deomia curva característica de u diodo a la relació etre la itesidad de corriete que circula or él (I) y la diferecia de otecial etre sus termiales (V). La ecuació que las relacioa es la siguiete: ev kt I = I e 1 0 (2) dode T es la temeratura, e la carga eléctrica del electró y k la costate de Boltzma, e I 0 la corriete máxima e olarizació iversa. la Figura 5 hemos reresetado co escalas diferetes la corriete e olarizació directa y e olarizació iversa. 2.0-6 8.0+7 Itesidad (A) 1.5-6 1.0-6 5.0-7 0.0+0-5.0-7 Curva característica del diodo de uió 6.0+7 4.0+7 2.0+7 0.0+0 Itesidad (A) -1.0-6 -1.5-6 -2.0-6 -0.60-0.40-0.20 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 Voltaje (V) Figura 5.- Curva característica del diodo rectificador. ste sería el resultado del que se deomia diodo rectificador, e el que u arámetro imortate es la tesió umbral V C, a artir de la que se cosidera el diodo, e olarizació directa, como u coductor. l símbolo del diodo rectificador e los circuitos se muestra e la Figura 6. Figura 6.- Símbolo del diodo rectificador.

18 Prácticas de Física l diodo Zeer tiee u comortamieto similar al rectificador cuado está e olarizació directa, ero e olarizació iversa el camo eléctrico alicado uede teer eergía suficiete como ara arracar los electroes de sus átomos romiedo los elaces covaletes, geerádose u úmero muy elevado de electroes y de huecos, y dado lugar a itesidades de corrietes muy altas. Así el comortamieto e olarizació iversa, a artir de determiados valores de tesió, es equivalete al comortamieto e olarizació directa. la Figura 7 se uede observar la curva característica de u diodo Zeer, e la que el arámetro ricial es la tesió Zeer V Z. l símbolo utilizado ara el diodo Zeer es el de la Figura 8. I V Z V Figura 7.- Curva característica del diodo Zeer. Figura 8.- Símbolo del diodo Zeer. Curva característica de u diodo. Pretedemos determiar exerimetalmete la curva característica de u diodo y lo haremos siguiedo dos rocedimietos diferetes: a) u rimer rocedimieto el disositivo exerimetal es muy secillo, costa úicamete de ua fuete de tesió cotiua regulable coectada e serie co u amerímetro, ua resistecia de R =100 Ω y u diodo. Coectamos tambié u voltímetro e aralelo co el diodo, tal como ilustra la Figura 9. Primero, coectado el diodo rectificador e olarizació directa, variaremos la tesió ε sumiistrada or la fuete desde 0'1V hasta 4V, e itervalos de 0'1V, aotado e cada caso el valor de la itesidad I registrada e el amerímetro, el cual se situará e la escala de µa, y el valor de la diferecia de otecial V etre los termiales del diodo, registrado e el voltímetro. Seguidamete, se coecta el diodo e olarizació iversa (es decir, se itercambia el olo + y el de la fuete) y se toma de uevo los valores del amerímetro y del voltímetro, corresodietes a los siguietes valores de la tesió ε sumiistrada or la fuete: 1, 1'5, 2, 2'5, 3, 3'5 y 4V. Fialmete, se ha de reresetar gráficamete, co alguo de los rogramas de reresetació gráfica disoible e los ordeadores del laboratorio (or ejemlo el Kaleida-Grah), los valores de I frete a los de V. l roceso aterior lo reetiremos co el diodo Zeer. Las medidas e olarizació directa será las mismas que ara el diodo rectificador, si embargo e olarizació iversa se medirá de 0,1 V hasta 5 V e itervalos de 0,1 V. A artir de sus resectivas curvas características determiaremos la tesió umbral o característica ara cada uo de ellos y, además, la tesió de rutura ara el caso del diodo Zeer.

4. Diodos de semicoductor. 19 V + - ε R A Figura 9.- Circuito ara obteer la curva característica de u diodo. b) u segudo rocedimieto cualitativo utilizaremos el osciloscoio como aarato de medida y u trasformador de corriete altera ε que regularemos o limitaremos co la ayuda del dial del reostato P, colocado iicialmete e la osició itermedia, tal como muestra la Figura 10. Por el caal 1 ó X del osciloscoio mediremos la diferecia de otecial total alicada al circuito y or el caal 2 ó Y mediremos la diferecia de otecial etre los extremos de la resistecia R (esta medida es directamete roorcioal a la itesidad que recorre el circuito). Hay que hacer otar que las masas de las dos sodas, X e Y, ha de ir coectadas a la masa del circuito. Se visualizará que la señal Y es ua rectificació de la señal de etrada X (el diodo actúa como rectificador). Fialmete, asado al modo de reresetació XY del osciloscoio (co la tecla Mai/Delayed) visualizaremos la curva característica. Posteriormete, actuado sobre el geerador de corriete altera, modificado el voltaje de la señal de etrada mediate el deslazamieto del dial del reostato P ( si suerar e mometo alguo u voltaje total de 6V!), odremos aalizar su efecto sobre la curva característica y comrobar hasta qué valores de dicho voltaje u diodo Zeer se comorta como rectificador. este aartado aotaremos simlemete los valores de los voltajes umbrales o característicos determiados ara los dos diodos disoibles y el voltaje de rutura ara el diodo Zeer, y comararemos estos valores co los obteidos e el aartado aterior. ε P X R masa del circuito Y oscilos. Figura 10.- Circuito ara obteer la curva característica de u diodo co el osciloscoio.