6. Con el descubrimiento de los materiales
semiconductores
Germanio
Silicio
Se revoluciona la industria de las comunicaciones y de la informática
Se fabrican microchips de muy pequeño
tamaño(que contienen
resistencias, diodos, transistores)
Circuitos integrados
7. Si y Ge se caracterizan por tener 4
electrones en su capa de valencia
8.
9. Por la regla del octeto cada átomo debe
rodearse de 8 electrones para ser estable
Si cada átomo de silicio se
rodea de 4 átomos de silicio
formando 4 enlaces
covalentes
EL ÁTOMO QUEDA ESTABLE
ÁTOMO DE SILICIO
10.
11. ÁTOMO ESTABLE
DE SILICIO CON
LOS 8
ELECTRONES EN
ÚLTIMA CAPA
CADA ÁTOMO
QUEDA RODEADO
DE 4 ÁTOMOS
ELECTRONES COMPARTIDOS (enlace covalente)
12. El silicio así no conduce la corriente.
Es un aislante perfecto
ya que no hay
electrones libres
El mismo modelo sirve para el germanio
Pero ¿qué ocurre si añado impurezas al silicio o al
germanio?
13. Vamos a añadir impurezas de antimonio(Sb)
Sustituyo átomos de silicio por antimonio
El Sb tiene 5 electrones en su capa de valencia
Sb
14. Ahora los cuatro átomos de silicio
que rodean al antimonio (Sb)
tienen un electrón cada uno para
rellenar su última órbita
(recordemos que el resto de
electrones los consiguen de otros
átomos de silicio vecinos)
Pero sobra un
electrón
15. Al introducir muchas impurezas de Sb consigo
un material cargado con exceso de electrones
libres.
Lo llamaremos semiconductor extrínseco de
tipo N(exceso de cargas negativas)
16. • Vamos ahora a introducir impurezas de boro o
de galio que tienen 3 electrones en su capa de
valencia
17. uno de los átomos de silicio se habrá quedado
sin poder enlazar con el átomo de galio, ya que
éste sólo puede ceder sus tres electrones de
valencia a tres átomos… Ese átomo de silicio
se habrá unido a su vez a otros tres átomos de
silicio y tendrá siete electrones en su órbita
externa, tres de ellos compartidos. Pero estará
“inquieto” tratando de conseguir un electrón
más para rellenar el hueco del octavo
electrón… Aquí hay un hueco. A esta
configuración de silicio dopado con átomos
trivalentes la llamamos unsemiconductor de
tipo P.
18. Vamos ahora a unir un semiconductor
de tipo P con un semiconductor tipo N
19. Cerca de la unión
Los electrones en exceso de N tienden a
ocupar los huecos libres de P (DIFUSIÓN)
Se crea, entonces un campo eléctrico que
produce corrientes de desplazamiento, que
equilibran a las de difusión.
En esa zona se forma una barrera llamada barrera de Potencial
HEMOS CREADO UN
DIODO
SE LE LLAMA
TENSIÓN
UMBRAL DEL
DIODO(0,7v)
20.
21.
22. CONECTEMOS AHORA NUESTRO DIODO A UNA
PILA
A) EN PRIMER LUGAR CONECTAMOS POLO
POSITIVO DE LA PILA A POLO POSITIVO DEL
DIODO
LOS ELECTRONES QUE
SALEN DEL POLO NEGATIVO
SON CAPACES DE SALTAR LA
BARRERA DE POTENCIAL
Hay corriente eléctrica
circulando a través del diodo
23. Se dice que el diodo está directamente
polarizado.
El diodo permite paso de corriente a su través
Se comporta como interruptor cerrado
24. Conectamos ahora el polo positivo del diodo al
negativo de pila y el negativo de diodo al
positivo de pila
Los electrones que salen del polo
negativo no son capaces de
atravesar la barrera de potencial.
25. Los diodos así conectados se dice que están
inversamente polarizados
Los diodos se comportan como interruptor
abierto ya que no dejan pasar la corriente a
su través
26.
27. Funciones de un diodo
• Como el diodo solo deja pasar corriente en un
sentido:
Se utiliza como RECTIFICADOR de corriente
eléctrica (transforma corriente alterna en
continua)
28. • Además el diodo actúa como protector de
otros elementos(transistores) de corriente de
extrarruptura.
29. • La corriente que fluye a través de una bobina crea
un campo magnético que se derrumba de
repente cuando se intenta abrir el interruptor
electrónico, el transistor.
• El repentino colapso del campo magnético induce
un breve alto voltaje en la bobina que es muy
probable que dañe los transistores y circuitos
integrados.
30. • El diodo de protección permite a la tensión
inducida reconducirse por la bobina y el diodo
de modo que el campo magnético muera lejos
y rápidamente en un instante.
• Esto evita que la tensión inducida pueda
convertirse en lo suficientemente alta como
para causar daños a los transistores y circuitos
integrados.
33. DIODO LED
(Resina
epoxy)
El LED es un tipo especial de diodo, que trabaja como un diodo
común, pero que al ser atravesado por la corriente
eléctrica, emite luz. Existen diodos LED de varios colores que
dependen del material con el cual fueron construidos. Hay de
color rojo, verde, amarillo, ámbar, infrarrojo, entre otros.
34. •
Los diodos LED suelen funcionar (trabajar) con
una tensión de 2 V y un consumo de 20 mA
según modelos. Cuando trabajemos con
tensiones superiores hay que ponerle en serie
una resistencia limitadora cuya caída de
tensión consuma el voltaje de alimentación
menos 2 V.
35. •
Por ejemplo, la resistencia limitadora que hay que poner a un LED para conectarlo a una fuente de
alimentación de 12 V será:
•
La caída de tensión que debe provocar la resistencia es de:
e = 12 - 2 = 10 V
por lo cual, su valor será:
R = e / I = 10V / 0,02A = 500 Ω
como no hay resistencias de 500 Ω, en vez de asociar resistencias en serie, se usa una de 560 Ω, la
inmediatamente superior. De esta forma se protege el LED ante posibles subidas de tensión
inesperadas y se alarga su vida.
38. FOTODIODO
es un dispositivo que conduce una cantidad de
corriente eléctrica proporcional a la cantidad
de luz que lo incide (lo ilumina).
Esta corriente eléctrica fluye en
sentido opuesto a la flecha del diodo
y se llama corriente de fuga.
39. • El fotodiodo se puede utilizar como
dispositivo detector de luz, pues convierte la
luz en electricidad y esta variación de
electricidad es la que se utiliza para informar
que hubo un cambio en el nivel de iluminación
sobre el fotodiodo.
40. A diferencia del LDR o
fotorresistencia, el fotodiodo responde a los
cambios de oscuridad a iluminación y
viceversa con mucha más velocidad, y puede
utilizarse en circuitos con tiempo de respuesta
más pequeño
41. Diodo zener
• Se denominan también reguladores de
tensión porque su misión es estabilizar los
valores de voltaje a que está sometido un
circuito.
