Este documento introduce conceptos básicos de electrónica como cargas eléctricas, materiales semiconductores, y dispositivos como diodos y transistores. Explica las propiedades de los semiconductores como el silicio y el germanio, incluyendo sus niveles de energía y cómo se pueden modificar mediante dopado. También describe cómo funcionan los diodos y sus aplicaciones principales como rectificadores y reguladores de voltaje.

1. 1.- Introducción a la electrónica
 Definición : Física, cargas eléctricas, materiales, semiconductores.
 Herramientas e instrumentos:
Pinzas Multímetro
Cautín Fuente de voltaje
Caimanes..... Osciloscopio....
 Conocimientos básicos: Carga, campo eléctrico y magnético, diferencia de
potencial, corriente, voltaje.
 Leyes
Ohm, Kirchhoff (LVK, LCK), Capacitancia, Inductancia, divisor de voltaje
y de corriente, circuitos equivalentes de Thevenin y de Norton.
 Dispositivos:
Amplificadores operacionales, Diodos, transistores, dispositivos
digitales (compuertas, contadores, flip flops...), convertidores, pic´s,
microcontroladores, microprocesadores, DSP...
 Aplicaciones: Médicas, sociales, entretenimiento, investigación, aeronáutica,
aeroespacial, navegación, transporte.....

2. 2.- Semiconductores
SEMICONDUCTORES: Materiales que poseen un nivel de conductividad sobre algún punto
entre los extremos de un aislante y un conductor.
COBRE: r = 10-6W-cm
MICA: r = 1012W-cm
SILICIO r = 50 x 103W-cm GERMANIO: r = 50 W-cm
-Alto nivel de pureza
-Existen grandes cantidades en la naturaleza.
-Cambio de características de conductores a aislante por medio de procesos de dopado o
aplicación de luz ó calor.
MATERIALES SEMICONDUCTORES (GERMANIO Y SILICIO):
Estructura atómica: Red cristalina
Enlaces entre átomos: Covalentes
Electrones de valencia: 4

3. NIVELES DE ENERGÍA : Mientras más distante se
encuentre el electrón del núcleo mayor es el estado de
energía, y cualquier electrón que haya dejado su átomo,
tiene un estado de energía mayor que cualquier electrón
en la estructura atómica.
Banda de conducción
Banda prohibida
Eg > 5 eV
Banda de valencia
Banda de conducción
Banda prohibida
Eg = 1.1, 0.67, 1.41 eV
Banda de valencia
Banda de conducción
Banda de valencia
Aislante Semiconductor Conductor

4. Material Intrinseco
Si Si Si
Si Si Si
Si Si Si
Materiales extrinsecos
Si Si Si
Si 5 Si
Antimonio Si Si Si
Si Si Si
Arsénico
Fósoforo
Si Si Si
Si 4 Si
Boro
Galio
Indio
TIPO n TIPO p

5. P o r t a d o r e s
m a y o rit a rio s
P o r t a d o r e s
m in o r it a r io s
Io n e s
d o n a d o re s
TIPO p TIPO n
P o r t a d o r e s
m a y o r it a r io s
P o r t a d o r e s
m in o r it a r io s
Io n e s
a c e p t o r e s
2.1 UNION p-n
Tip o p Tip o n
R e g ió n d e
a g o t a m ie n t o

6. p n
p n
p n
Sin polarización
Polarización inversa
Polarización directa

7. V D
ID
V T
Is

8. DIODO
Es un elementos de dos terminales formado por una unión p-n
+ -
Ánodo Cátodo

9. Ejemplos
ID=IS(ekVD/Tk-1)
IS Corriente de saturación inversa
K 11600/h (h=1 para Ge, y h=2 para Si)
Tk TC + 273
Región Zener:
Bajo polarización negativa existe un punto en el cual bajo un voltaje negativo lo
suficientemente alto, da como resultado un agudo cambio en las características del
diodo.
A este voltaje se le conoce como “voltaje pico inverso” (PRV ó PIV )

10. 2.2 Características del Diodo
Resistencia en cd ó estática:
RD=VD/ID
Resistencia en ac ó dinámica:
rD=DVD / DID=(dID /dVD)-1=26mA /ID
Resistencia en ac promedio:
rav= DVD / DID|punto a punto
Capacitancia de transición y difusión:
Tiempo de recuperación inverso
1 5
1 0
5
C ( p f )
- 2 5 - 1 5 - 5 0 0 . 2 5 0 . 5
V
C T C D
T s Tt t
Ejemplo
Ejemplo

11. Modelado de diodos
Modelo Ideal:
Modelo Simplificado:
Modelo de segmentos líneales:
V D
ID
V D
ID
V T
V D
ID
V T
rav
VT
VT rav
Ejemplos

12. 1N4001
2 1
1k
E E = RID+VD
1.- ID=IS(ekVD/Tk-1)
2.- VD=0 e ID=0, trazar en la curva del diodo,
intersección de recta con curva es el punto Q.
3.-Sustituir el diodo por cualquier modelo de
equivalente.
Ejemplos

13. 2.3 Diodo Zener
Este diodo a diferencia de un diodo semiconductor de propósito general, trabaja
en la región de polarización negativa. Es decir que la dirección de la conducción
es opuesta a la de la flecha sobre el símbolo.
Claro el voltaje Zener es muchas veces menor que VIP de un diodo
semiconductor, este control se logra con la variación de los niveles de dopado.
Los voltajes zener van desde 1.8 V. hasta 200V, con rangos de potencia de ¼ W
hasta 50W.

14. ANALISIS:
1.Determinar el estado del diodo Zener mediante su eliminación del circuitos de
la red y el cálculo del voltaje de circuito abierto resultante
2.Sustituir el circuitos equivalente adecuado y resolverlo para las incógnitas
deseadas.
R 2
R 1
B T 1 D 1
2 1

15. 2.4 Análisis de circuitos con diodos
Con fuentes de cd.
-Determine el estado del diodo
-Sustituya el equivalente adecuado
-Determine los parámetros restantes de la red.
E
R3
E
R3
Determine VD,, VR, ID.
Ambos casos
E=8V, 0.5
R3=2.2kW, 1.2kW
12V
Si Ge
5.6k
VR, IR
12V
Si
5.6k
Si
VD1 , VD2, ID, VR.
10V
2.2K
5V
Si
4.7K
2 1
10V
2 1
Si
330
Si
+
V0
-
VD, ID, V0.
+
V0
-
ID1, ID2, IR, V0.
Ge
2 1
2 1
2.2K Si 12V
VR.
Si
3.3K
Si
5.6K
20V
IR1, IR2,

16. 2.5 Aplicaciones
Rectificadores: Su principal uso es en sistemas electrónicos encargados de
realizar una conversión de potencia de ac, en potencia de dc.
DE MEDIA ONDA:
V1
D2
1 2
1k
2 1
120 1k
0
2 0 V
0 V
SEL > >
0 s 1 ms 2 ms 3 ms 4 ms 5 ms 6 ms 7 ms 8 ms 9 ms 1 0 ms
T i m e
V( D1 : 2 )
2 0 V
0 V
- 2 0 V
V1 ( V2 )
- 2 0 V
2 0 V
0 V
SEL > >
0 s 1 ms 2 ms 3 ms 4 ms 5 ms 6 ms 7 ms 8 ms 9 ms 1 0 ms
T i m e
V( R1 : 1 )
2 0 V
0 V
- 2 0 V
V1 ( V2 )
- 2 0 V

17. DE ONDA COMPLETA:
0 s 0 . 5 ms 1 . 0 ms 1 . 5 ms 2 . 0 ms 2 . 5 ms 3 . 0 ms
2 0 V
1 0 V
0 V
- 1 0 V
CON TRANSFORMADORES:
1 T1 5
6
4 8
Si
R
Si
1k
1 2
2 1
2 1
1 2
T i m e
V( V2 : + )
- 2 0 V

18. Recortadores:
Tienen la capacidad de recortar una porción de la señal de entrada sin
distorisionar la parte restante de la forma de onda alterna.
SERIE:
2 0 V
0 V
SEL > >
0 s 0 . 5 ms 1 . 0 ms 1 . 5 ms 2 . 0 ms 2 . 5 ms 3 . 0 ms
T i m e
V( R1 : 2 )
2 0 V
0 V
- 2 0 V
V( V1 0 : + )
- 2 0 V
1k
D2
5V
0 s 0 . 5 ms 1 . 0 ms 1 . 5 ms 2 . 0 ms 2 . 5 ms 3 . 0 ms
T i m e
V( D1 : 2 ) V( V1 : + )
2 0 V
1 0 V
0 V
- 1 0 V
- 2 0 V
4V
1k

19. Sujetadores o cambiadores de nivel:
C1
C1
V1
5V

20. Detectores de señal:
2
+ 2
Vin
1
C1
1
-
+
Vout
-

21. Reguladores de voltaje:
El objetivo de este circuito es mantener un voltaje de salida constante sobre un rango de
resistencia de carga. El resistor en serie con la fuente se selecciona para que una caida de
voltaje apropiada aparezca cuando la resistencia de carga está en su valor mínimo. El
diodo debe ser capaz de disipar una gran gantidad de potencia cuando la resistencia de
carga está en su valor máximo.
0
Vi
1k
+
Vz
- Pzm
1k
1.- Determinar el estado del diodo zener mediante la
eliminación de la red y calculando el voltaje através del
circuito abierto resultante.
V = VL=RLVi/R + RL
VL=Vz Iz= IR + IL Pz= Vz IL
2.- Sustituir el circuito equivalente adecuado y resolverlo para las incongnitas deseadas.
Vz Vz Vz

22. Reguladores de voltaje:
Vi
R
+
Vz
-
Pzm
RL
R=1k VZ=10V
Vi=16V. PZM= 30mW
RL=1.2k
=3k

23. Compuertas lógicas:
In1
In2
0
Vo.
D1
D2
1k
In1
In2
0
Vo.
D1
D2
1k
5V
In1 In2 V0
0 0
0 1
1 0
1 1
In1 In2 V0
0 0
0 1
1 0
1 1