El documento resume conceptos básicos de electrónica como semiconductores, diodos y circuitos rectificadores. Explica que los semiconductores como el silicio permiten el movimiento de electrones y su uso en dispositivos. Describe los diodos como elementos formados por unión PN que solo conducen en una dirección, incluyendo diodos LED, Zener y su aplicación en rectificadores y fuentes estabilizadas.

1. E L E C T R O N I C A S E M I C O N D U C T O R E S Profesor: Pedro Farías.

2. John Ambrose Fleming Físico e ingeniero británico nacido el 29 de Noviembre de 1849 en Lancaster. 1904 descubrió que colocando dentro de una bombilla incandescente otro electrodo independiente y algo alejado del filamento, se establecía una circulación de corriente eléctrica desde el filamento (cátodo) hacia el nuevo electrodo (ánodo), a través de un circuito externo. De esa forma FLEMING inventó la Válvula Electrónica Diodo , que abrió el camino a los posteriores avances de la electrónica moderna.

3. T E R M O I O N I C A Emisión Termoiónica , conocida arcaicamente como Efecto Edison; es el flujo de partículas cargadas llamadas TERMOIONES desde una superficie de metal (u óxido de metal) causada por una energía termal de tipo vibracional que provoca una Fuerza Electrostática , esta empuja a los electrones hacia la superficie.

4. La carga de los termoiones (positivos o negativos) será la misma a la carga del metal u óxido de metal. El efecto aumenta dramáticamente al subir la temperatura (1000° – 3000° K). La ciencia que estudia este fenómeno es la termoiónica .

5. S E M I C O N D U C T O R Un semiconductor es un elemento cuya conductividad eléctrica puede considerarse situada entre las de un aislante y la de un conductor. Los semiconductores más conocidos son el silicio (Si) y el germanio (Ge).

6. El silicio es más estable que el germanio frente a todas las perturbaciones exteriores que puedan variar su respuesta normal, por ello será el silicio (Si) el elemento semiconductor más utilizado en la fabricación de los componentes electrónicos de estado sólido.

7. S E M I C O N D U C T O R El átomo de silicio tiene tantas cargas positivas en el núcleo, como electrones en las órbitas que le rodean. (En el caso del silicio este número es de 14). El interés del semiconductor se centra en su capacidad de dar lugar a la aparición de una corriente, es decir, que haya un movimiento de electrones .

8. S E M I C O N D U C T O R Por tanto los electrones que tienen menor fuerza por estar en la última órbita de atracción por parte del núcleo y pueden ser liberados de la misma, son los electrones que se encuentran en las órbitas exteriores. Estos electrones pueden, según lo dicho anteriormente, quedar libres al inyectarles una pequeña energía.

9. J U N T U R A

10. DIODO DE JUNTURA PN Un diodo es un dispositivo electrónico formado al unir un material de tipo P con uno de tipo N y cuenta con un par de terminales óhmicos que le permiten ser conectado a un circuito. La sección de material P es el ánodo del diodo, mientras que la sección tipo N es el cátodo.

11. Se dice que un diodo se encuentra polarizado directamente cuando la diferencia de potencial aplicada entre el ánodo y el cátodo es positiva. Si ésta es negativa, entonces el diodo se encontrará polarizado en forma inversa.

12. DIODO RECTIFICADOR Polarización Inversa del diodo . Es cuando se conecta la tensión al diodo en forma inversa a la Polarización Directa. El diodo NO conduce. Tensión Inversa de Ruptura es la máxima tensión en sentido inverso que puede soportar un diodo sin entrar en conducción; esta tensión destruye el diodo rectificador. El diodo no soportará tensiones inversas superiores a 40 V en promedio. Corriente Máxima Polarización Directa es el valor medio de corriente por el cual el diodo se quema debido a una excesiva disipación de potencia. Este valor nunca se debe alcanzar. Este valor está expresado en la hoja de características del diodo.

13. DIODO RECTIFICADOR Diodo es un elemento de dos terminales cuya característica tensión-corriente no es lineal. Está formado por un cristal semiconductor dopado una mitad es tipo “P" y la otra “N", constituyendo una unión PN . Terminal con la parte “P" se llama ánodo y el “N“ se llama cátodo . Polarización Directa del diodo . Es cuando se conecta la tensión al diodo de forma que el polo negativo este unido al cátodo y el positivo al ánodo. Al aplicar está polarización el diodo SI conduce y permite solo el paso de cargas positivas (direccional y selectivo) .

14. DIODO RECTIFICADOR Diodo es un elemento de dos terminales cuya característica tensión-corriente no es lineal. Está formado por un cristal semiconductor dopado una mitad es tipo “P" y la otra “N", constituyendo una unión PN . Terminal con la parte “P" se llama ánodo y el “N“ se llama cátodo .

15. DIODO LED Diodo LED (diodo emisor de luz), es un semiconductor que emite luz monocromática cuando se polariza en forma directa y circula una corriente eléctrica por el. El Color depende del material semiconductor empleado en la construcción del diodo y puede variar desde el ultravioleta, pasando por todo el espectro de luz visible, hasta el infrarrojo.

16. Funciona con VCC. Al contrario que las lámparas incandescentes que pueden alimentarse con VCC o VCA, el LED conduce la electricidad cuando se polariza directamente al igual que los diodos PN convencionales, de modo que si se alimenta con corriente alterna el diodo parpadeará al iluminarse tan sólo la mitad del ciclo. Alimentación del LED, para obtener una buena intensidad luminosa va en un rango desde 1,5 a 2,2 volt, mayor tensión dañara al diodo.

17. TECNOLOGIA DEL LED Los Diodos LED emiten una cierta cantidad de radiación cuando los pares electrón-hueco se recombinan, es decir, cuando los e lectrones caen desde la banda de conducción (de mayor energía) a la banda de valencia (de menor energía). La frecuencia de la radiación emitida y por ende su color, dependerá de la altura de la banda prohibida (diferencias de energía entre las bandas de conducción y valencia), es decir, de los materiales empleados. Los diodos convencionales, de silicio o germanio, emiten Radiación Infrarroja muy alejada del espectro visible, sin embargo con materiales especiales pueden conseguir longitudes de onda visibles.

18. TECNOLOGIA DEL LED Compuesto Color Arseniuro de galio (GaAs) Infrarrojo Arseniuro de galio y aluminio (AlGaAs) Rojo e infrarrojo Arseniuro fosfuro de galio (GaAsP) Rojo, naranja y amarillo Nitruro de galio (GaN) Verde Fosfuro de galio (GaP) Verde Seleniuro de zinc (ZnSe) Azul Nitruro de galio e indio (InGaN) Azul Carburo de silicio (SiC) Azul Diamante (C) Ultravioleta Silicio (Si) En desarrollo

19. DIODO ZENER El Diodo ZENER trabaja exclusivamente en la zona de característica inversa y, en particular, en la zona del punto de ruptura de su característica inversa. La Tensión de Ruptura depende de las características de cada diodo zener, se fabrican desde 2 a 200 volt.

20. DIODO ZENER Tensión zener, conocida como Tensión de polarización inversa, es la tensión que el zener va a mantener constante. Corriente mínima de funcionamiento . Si la corriente a través del zener es menor, no hay seguridad en que el Zener mantenga constante la tensión en sus terminales.

21. DIODO ZENER Potencia máxima de disipación . Puesto que la tensión es constante, nos indica el máximo valor de la corriente que puede soportar el Zener.

22. CIRCUITOS RECTIFICADORES

23. CIRCUITOS RECTIFICADORES

24. CIRCUITOS RECTIFICADORES

25. FUENTE ESTABILIZADA El Rizado (variación o fluctuación) y la resistencia de salida de una fuente no estabilizada (transformador, rectificador filtro ) resultan ser demasiado grandes para algunas aplicaciones. Se trata de reducirlos mediante una fuente estabilizada que utiliza un diodo zener.

26. FUENTE ESTABILIZADA Elección del zener : La tensión nominal del zener (Vz)ha de ser igual a la tensión deseada (Vs): Vz = Vs

27. Pedro Farías G R A C I A S