Colegio Vocacional Monseñor Sanabria
Electrotecnia 2014
Sub-área: Control de máquinas eléctricas.
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R/ Inyectar átomos de otros elementos a un semiconductor
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R/ Impide el paso de portadores mayoritarios.
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R/ Por la unión de los portadores mayoritarios y minoritarios.
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R/ Es la representación Gráfica de cómo se van dando los valores en el diodo, desde su punto de
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R/ Consta de un diodo semiconductor y una resistencia.
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63. ¿Qué se entiende por un estabilizador de tensión?
R/ Es decir, mantener constante la tensión de salida.
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Semiconductores

  1. 1. Colegio Vocacional Monseñor Sanabria Electrotecnia 2014 Sub-área: Control de máquinas eléctricas. Estudiante: AndreyTrujillo Sección: 5-9 Iii. Procedimiento. 1. Lea el documento el documento proporcionado por el docente. 2. Desde el punto de vista de su constitución, mencione cuales son los tipos de Diodos que existen. 3. Dibuje y explique cada curva característica de cada tipo de diodo 4. Dibuje los símbolos de diferentes tipos de diodos que existen, y diga para que se utiliza la flecha, señale el nombre de las terminales. 5. Si tiene dudas no dude en visitar a su profesor. Respuestas. 2. Tipos de diodos:  Diodo Rectificador.  Diodo Zener.  Diodo Emisor de Luz.  Diodo Túnel.  Fotodiodo. 3. Curvas características. Rectificador Cuando conectamos el diodo rectificador directamente comienza a funcionar cuando llega a un voltaje de 0.7V o mayor. Si esta polarizado Inversamente no funciona y el diodo puede dañarse si llega al voltaje de ruptura.
  2. 2. Zener LED A diferencia del diodo rectificador el diodo Zener funciona tanto polarizado inversamente como directamente. El diodo emisor de luz o LED funciona igual al diodo rectificador.
  3. 3. Tunel Fotodiodo Cuando se aplica una pequeña tensión, el diodo túnel empieza a conducir. Si se sigue aumentando esta tensión la corriente aumentara hasta llegar a un unto después del cual la corriente disminuye. Si el fotodiodo es polarizado en directa, la luz que incide no tendría el efecto sobre él y se comportaría como un diodo semiconductor normal.
  4. 4. 4. Símbolos. Vii Comprobación
  5. 5. 1. ¿A qué estructura cristalina obedecen los átomos de los materiales semiconductores? R/ Estructura diamantina, o sea poseen 4 electrones externos (protón dimensional llamado red- cristalina o cristal.) 2. De qué forma los átomos del Si o del Ge tienden a adquirir la estructura atómica estable. R/ Compartiendo sus 4 electrones con el átomo vecino, compartiendo también sus cuatro electrones. 3. ¿Qué nombre recibe un átomo que pierde electrones y un átomo que gana electrones? R/ Si pierde se llama ion positivo (catión) Si gana se llama ion negativo (anión) 4. ¿Cómo podemos producir la ruptura de los enlaces covalentes en un cristal semiconductor? ¿Qué es lo que ocurre cuando se produce dicha ruptura? R/ Aumentando la temperatura produciendo una agitación térmica produciendo con esta ruptura la formación de electrones libres, produciendo electricidad. 5. ¿Cómo se origina la corriente eléctrica en un semiconductor? R/ Se produce cuando se aumenta la temperatura, hace que los electrones de valencia rompan los enlaces que los mantienen unidos y se conviertan en electrones libres. 6. Explique cuál es la diferencia en cuanto al comportamiento eléctrico entre los conductores, semiconductores y aislantes. Conductores: Conducen con gran facilidad la corriente eléctrica. Aislantes: Impiden el paso de la corriente eléctrica. Semiconductores: Se comportan como aislante en temperaturas cercanas al cero absoluto, pero mediante va aumentando su temperatura se comporta como conductor. 7. ¿Cuáles son los portadores de corriente en los materiales semiconductores? R/ Los electrones 8. ¿Cómo es el sentido de la corriente de electrones respecto al movimiento de electrones? R/ Los electrones van en sentido contrario a la corriente eléctrica. 9. ¿A qué se debe la corriente total que atraviesa a un semiconductor? R/ Al permanente movimiento de electrones y huecos en direcciones opuestas. 10. ¿Los huecos existen en sustancias conductoras y en los aislantes? R/ No ya que no están dopados. 11. ¿Qué se entiende por concentración de portadores? R/ Un lugar en el semiconductor con gran abundancia de conductores.
  6. 6. 12. ¿Qué es dopar? R/ Inyectar átomos de otros elementos a un semiconductor 13. ¿Qué diferencia existe entre un semiconductor extrínseco y otro intrínseco? R/ Extrínseco: semiconductor dopado Intrínseco: semiconductor puro 14. Diferencia entre impurezas aceptadoras y donadoras R/ Donadoras: Las que producen semiconductores extrínsecos con más electrones libres que huecos. Aceptadoras: Las que producen semiconductores extrínsecos con más huecos móviles que electrones libres. 15. ¿Qué nombre recibe un semiconductor extrínseco y otro intrínseco? R/ Puro y dopado. 16. ¿Dónde existe una mayor concentración de huecos un semiconductor dopado con impurezas donadoras o un semiconductor dopado con impurezas aceptadoras? R/ Los semiconductores con impurezas aceptadoras. 17. La mayor parte de los iones que se producen en un semiconductor tipo P al aplicarle comunicarle energía a que se deben ¿Qué tipo de iones son? R/ Son portadores de cargas libres (en este caso positivos o huecos) 18. ¿De qué está constituida una unión P-N? R/ De la unión de un material tipo n con un tipo p 19. Diferencia entre portadores minoritarios y mayoritarios R/ Mayoritario: A los portadores que se encuentra en mayor proporción. Minoritarios: Portadores que se encuentran en menor proporción en un material ya sea P o N 20. ¿Cuándo decimos que una unión P-N está en equilibrio? R/ Cuando no hay conducción. 21. ¿Quiénes son los portadores mayoritarios y minoritarios en el lado P de una unión P-N? R/ Mayoritarios: Son los huecos Minoritarios: Son los electrones 23. ¿De quién depende la concentración de portadores mayoritarios y minoritarios? R/ Depende si se dopo con impurezas pentavalentes o impurezas trivalentes. 24. ¿Por qué se caracteriza la carga espacial?
  7. 7. R/ Impide el paso de portadores mayoritarios. 25. Explique brevemente cómo se forma la carga espacial. En la juntura PN, la carga continua hasta que se crea una carrera eléctrica de voltaje. 26. La acumulación de cargas fijas en la zona de unión ¿Qué origina? R/ Origina la región de agotamiento. 27. ¿A qué llamamos barrera de potencial o potencial de contacto? R/ A la zona donde se impide que los electrones libres concentrados en la parte negativa salten a la parte positiva para unirse con los huecos presentes en esa parte del semiconductor. 28. Entre qué valores oscila la barrera de potencial. R/ En el de silicio (Si) 0,7V y en el de germanio (Ge) 0,3V 29. ¿Qué es lo que ocurre en cuanto a los portadores mayoritarios una vez creada la barrera de potencial? R/ Les impide el paso de un lado a otro. 30. ¿Cuál es la diferencia entre la corriente de arrastre y la corriente de difusión? R/ De arrastre debida De difusión debida a la diferencia de portadores. Son los huecos y los minoritarios son los electrones. 31. ¿Por qué se origina la corriente de arrastre? R/ Al inducir la corriente se crean huecos y esto produce que salten los electrones al vecino. 32. ¿Cuál es el sentido convencional de la corriente de arrastre y el de la corriente de difusión? R/ La corriente de Arrastre va en dirección al borne positivo de la carga. Corriente de Difusión, los electrones van en sentido que estén los huecos, ya que van saltando hacia ellos. 33. Teniendo en cuenta la contestación a la pregunta anterior; ¿a quién es debida la corriente que atraviesa a una unión P-N equilibrada? R/ Es debida a la Corriente de Arrastre. 34. ¿Cuántos tipos de polarización existen en una unión P-N? ¿Cuáles son? R/ Existen dos tipos: Directa e Inversa. 35. Al polarizar directa o inversamente una unión P-N se crea dos campos eléctricos. ¿Por qué se crean?
  8. 8. R/ Por la unión de los portadores mayoritarios y minoritarios. 36. Al polarizar directamente una unión P-N. ¿Cuál es el efecto conjunto de los campos eléctricos originados y al polarizar inversamente? R/ Polarización directa los - buscan los bornes -. Los + buscan su borne +. En INVERSA se buscan los contrarios. 37. ¿Cuáles corrientes se originan al polarizar directamente una unión P-N? R/ Las de difusión. 38. ¿A qué se deben estas corrientes? R/ Se deben a una diferencia de concentraciones. 39. ¿A qué es Igual y por qué la corriente total que atraviesa una unión P-N directamente polarizada? R/ Es igual a la CORRIENTE de ARRASTRE. 40. ¿Cuál es mayor, la corriente de arrastre o la de difusión, por qué? R/ La de arrastre porque se está induciendo otra corriente. 41. ¿Podemos disminuir tanto como queramos la zona de unión? R/ Si lo podemos lograr, y esto lo hacemos dotándolo. 42. ¿Por qué no existe corriente de difusión en una unión P-N Inversamente polarizada? R/ Porque la unión P-N, solo deja pasar la Corriente (I) cuando esta entra por el lado P y la detiene del lado N, al estar polarizado a la Inversa la Corriente (I) estaría entrando por el lado N, o sea se detiene y no genera ninguna Corriente (I). 43. Aunque no existe corriente de difusión al polarizar inversamente una unión P-N, existe corriente de arrastre. ¿Cómo podemos aumentar esta corriente? R/ Si existe, Aumentando la Tensión logramos aumentar la corriente. 44. ¿Crees que existe una tensión inversa máxima en una unión P-N, o como no existe corriente de difusión puede aguantar cualquier tensión inversa que se le aplique a la unión? R/Sí, porque se le aplica mucha corriente de arrastre. 45. ¿Qué diferencia existe entre los electrodos ánodo y cátodo de un diodo semiconductor? R/ El ánodo es el electrodo en el cual, la corriente positiva pasa hacia el electrolito. El cátodo es el electrodo en el cual entra la corriente positiva proveniente del electrolito. 46. ¿Qué es la curva característica de un diodo semiconductor?
  9. 9. R/ Es la representación Gráfica de cómo se van dando los valores en el diodo, desde su punto de arranque hasta el de Ruptura. 47. Explica la diferencia fundamental ante el comportamiento de un diodo polarizado directamente o inversamente. R/ Diodo Polarizado en Directa: Funciona como un interruptor cerrado. (Deja pasar la I) Diodo Polarizado en Inversa: Funciona como un interruptor abierto. (Solo pasa la I de Arrastre) 48. ¿Qué se entiende por tensión umbral? R/ Es la Tensión que debe aplicarse al diodo para vencer la diferencia de potencial. 49. ¿Es constante la resistencia de un diodo semiconductor? ¿Por qué? R/ No, Porque también depende del ambiente y del modo de conexión ya sea directa o inversa. 50. ¿Qué diferencia existe entre la resistencia estática y la dinámica en un diodo semiconductor? R/ Resistencia Estática: Es la relación Ánodo - Cátodo entre la corriente que atraviesa el diodo. Resistencia Dinámica: Se define como la variación de la tensión Ánodo - Cátodo. 51. ¿Cómo es la resistencia directa frente a la inversa en un diodo? R/ Resistencia Directa: Es muy baja. Funciona como interruptor cerrado. Resistencia Inversa: muy alta. Funciona como interruptor abierto. 52. ¿Qué le pasaría a un diodo que sobrepasará cualquiera de sus valores máximos permisibles? R/ Se quemaría. 53. ¿Son todos los diodos semiconductores iguales? ¿De qué factores fundamentales dependen? R/ No, dependen del uso al que serán sometidos, de su conexión (Directa - Inversa) y su resistencia 54. ¿Qué es un rectificador? R/ Es un diodo que da paso a la corriente en un sentido y bloquea la corriente en el otro. Convierte la tensión continua en tensión continua pulsadora. 55. ¿Cuántos tipos de rectificadores existen? R/ Existen 4 tipos de rectificadores: 1. De Puente 2. Doble Onda 3. Media Onda 4. Onda Completa 56. ¿De qué elementos consta un rectificador de onda media?
  10. 10. R/ Consta de un diodo semiconductor y una resistencia. 57. ¿Con qué circuitos podemos conseguir un rectificador de onda completa? R/ Con un Puente de Diodos. 58. ¿Qué ventajas presenta el rectificador en puente frente al rectificador llamado de doble onda? R/ Una mayor economía ya que no necesita un transformador de toma intermedia. Mayor fiabilidad ya que se puede conseguir que los diodos soportan menor tensión inversa al encontrarse inversamente polarizados. 59. ¿Qué diferencia existe respecto a la constitución de un diodo rectificador y un diodo zener? R/ Diodo Rectificador: En el estado “encendido” soporta una corriente en la dirección de la flecha del símbolo. Diodo Zener: La dirección de conducción es opuesta a la flecha del símbolo. 60. ¿Cuál es el origen del efecto zener? R/ En toda unión P-N, sin polarizar existe una zona de carga especial formada por unas cargas fijas que crean un campo eléctrico. Cuando la unión P-N se polariza Inversamente el campo eléctrico aumenta. En estas condiciones, sólo atraviesan la unión los portadores minoritarios de ambos lados dando lugar a la corriente inversa de saturación. 61. ¿En qué consiste el efecto de avalancha? R/ Al mismo tiempo que se presenta el efecto zener, los portadores que atraviesan la unión son acelerados por el intenso campo eléctrico que existe. Debido a este, adquieren suficiente energía, como para que al chocar contra los átomos del semiconductor, liberen nuevos portadores de corriente. 62. Comparar las curvas de un diodo zener y de un diodo rectificador.
  11. 11. 63. ¿Qué se entiende por un estabilizador de tensión? R/ Es decir, mantener constante la tensión de salida. 64. ¿Cuál es la función de la resistencia R^ que aparece en los circuitos estabilizadores? R/ Es una Resistencia Variable. 65. ¿Por qué la zona de carga espacial de un diodo túnel es muy estrecha? R/ Por consecuencia del gran número de átomos de impurezas. 66. ¿Por qué el diodo túnel tiene una zona dentro de su curva característica denominada de resistencia negativa, esta zona en qué puntos queda definida? R/ Queda definida entre V.p y V.v 67. ¿A partir de qué punto dentro de la curva característica del túnel, este se comporta como el resto de los diodos ya estudiados? Un aumento de la polarización directa más allá del Vp es causa de que la corriente Túnel disminuye rápidamente hasta un valor de Iv (Corriente de Valle) en Vv. Pasada Vv el diodo Túnel se comporta como un diodo normal. 68. ¿Necesita el túnel mucha tensión Inversa para conducir en Inverso? R/ No. 69. ¿El diodo LED está constituido por materiales semiconductores? R/Constituido por semiconductores, Arseniuro de Galio (AsGa) o el fósforo de Galio (PGa). 70. ¿En qué tipo de polarización emite radiaciones infrarrojas el LED? R/ En polarización Directa. 71. ¿Con qué dispositivo pasivo podemos asociar al diodo varicap? R/ Asociado al dieléctrico de un condensador. 72. ¿Cuál es la diferencia fundamental de un diodo varicap frente a los otros diodos? R/ Se diferencia de los otros, porque la zona de transición se caracteriza por la ausencia de cargas.

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