Este documento describe los conceptos básicos de los semiconductores y dispositivos electrónicos. Explica que los semiconductores son elementos que conducen electricidad en ciertas condiciones y que el silicio y el germanio son los semiconductores más comunes. También describe cómo se crean los materiales de tipo P y tipo N mediante la introducción de impurezas en el cristal semiconductor.

1. CIC JULIO SÁNCHEZ

2. La electrónica es la rama de la
tecnología que trabaja con
elementos semiconductores y sus
aplicaciones.
CIC JULIO SÁNCHEZ

3. Es un elemento que conduce la electricidad en
determinadas condiciones, es decir, que tiene un
comportamiento intermedio entre aislante y conductor.
Semiconductores más destacados:
Silicio (Si) y Germanio (Ge), que tienen cuatro
electrones de valencia. Son sólidos y, por tanto, forman
una estructura cristalina. Si ese cristal no contiene
impurezas lo denominamos conductor intrínseco.
Si no, sufre un proceso de impurificación.
CIC JULIO SÁNCHEZ

4. Este proceso consiste en introducir en la estructura
cristalina átomos de otro material con el fin de modificar sus
propiedades eléctricas de manera que puedan encontrarse
portadores de carga capaces de crear corriente eléctrica. Esos
portadores pueden ser electrones libres o huecos.
Los materiales que se introducen son:
-Tipo P: se introducen materiales con 3 electrones de valencia,
se establecen huecos libres. Son: Boro, Aluminio y Galio.
-Tipo N: se introducen impurezas con cinco electrones de
valencia, quedan electrones libres. Son: fósforo y antimonio.
CIC JULIO SÁNCHEZ

5. Tanto en el tipo N, porque hay naturalmente electrones sin sitio, libres,
moviendose continuamente, como en el tipo P, que al haber huecos se provoca
que electrones enlazados se vayan al nuevo hueco, existen corrientes electricas
provocadas.
Estas corrientes son mayores que si el conductor fuera intrinseco.
CIC JULIO SÁNCHEZ

6. Son dispositivos unidireccionales, solo permiten el paso
de la corriente en una dirección. Están compuestos por dos
materiales semiconductores, uno de tipo P y otro de tipo N.
Ánodo: terminal unido al material tipo P.
Cátodo: terminal unido al material tipo N.
Al unirse los dos conductores, los electrones próximos a la
unión en el material tipo N la atraviesan y se combinan con los
huecos del material tipo P. Se crea una zona de carga estática
positiva en la zona N y negativa en la P. Ésta acumulación
continua hasta que se genera un potencial que impide el paso de
electrones.
CIC JULIO SÁNCHEZ

7. Diodo polarizado inversamente: si se conecta el polo positivo de una batería
en la región N y el negativo con la P. La zona de carga estática se ensancha
más ya que se permite mayor combinación de los electrones del material tipo
N y los huecos del tipo P. El diodo no deja pasar la intensidad de corriente,
circuito abierto.
Diodo polarizado directamente: el terminal positivo de la batería con el
material tipo P y el negativo, con el N. Los huecos del tipo P son repelidos por
el polo positivo de la batería, los electrones tipo N por el negativo. Se produce
un estrechamiento de la región de carga estática y, por tanto, deja pasar la
intensidad de corriente.
P N P N P N
Sin polarización Polarización inversa Polarización
directa
CIC JULIO SÁNCHEZ

8. 1.DIODOS DE POTENCIA
Dispositivo capaz de controlar grandes potencias,
soporta grandes tensiones en polarización inversa y corrientes
elevadas polarizado directamente.
CIC JULIO SÁNCHEZ

9. 2.DIODOS LED
Diodo emisor de luz polarizado directamente.
El semiconductor se fabrica encapsulado en
plástico transparente (normalmente de color
rojo, verde o amarillo).
Constituyen los segmentos luminosos de los
números o letras de los displays de numerosos
aparatos.
Se emplean como indicadores para avisar que un circuito está conectado o
desconectado, para declarar un estado transitorio o representar información
alfanumérica.
Consta de dos terminales (el mas corto representa el cátodo).
Para proteger el diodo se coloca una resistencia en serie que limita la
intensidad de corriente.
CIC JULIO SÁNCHEZ

10. 3.DIODOS ZENER
Tipo de diodo que polarizado directamente se comporta
como un diodo normal, pero inversamente como una pila, siempre
que la tensión entre sus extremos supere un valor, llamada tensión
zener.
El polo positivo de la pila corresponde al negativo del diodo.
4.DIODOS VARICAP
Construidos para aprovechar las variaciones de capacidad
producidas entre sus extremos. Dependiendo de la tensión
aplicada, pueden funcionar como condensadores.
CIC JULIO SÁNCHEZ

11. 5.DIODOS SCHOTKKY
Diodos en los que el tiempo que tarda en pasar de
conducción a no conducción es mucho menor que el normal.
6.FOTO DIODOS
Aquellos que se vuelven conductores cuando incide la
luz.
CIC JULIO SÁNCHEZ

12. Son elementos semiconductores formados por 3 cristales que
forman dos uniones PN juntas y en oposición, existiendo una
región común de tipo N o P.
Un transistor tiene 3 terminales.
-la base (B),electrodo de control,
-emisor (E), emite portadores de carga,
-colector (C ), recibe los portadores de carga.
Existen dos tipos de transistores:
-PNP
-NPN CIC JULIO SÁNCHEZ

13. NPN PNP
C E
B B
E C
En el símbolo, la flecha del emisor, indica el sentido de la
intensidad de corriente cuando la unión base-emisor se encuentra
polarizada directamente cumpliéndose entonces:
Para la intensidad: Para el voltaje:
Iemisor = Ibase + Icolector VCE = VCB + VBE
CIC JULIO SÁNCHEZ

14. Transistor: pequeño amplificador de la corriente eléctrica y servir
de interruptores controlados (y por lo tanto capaces de dar soporte a
toda la electronica digital).
La corriente que entra por la base sale amplificada por el emisor. La
cantidad extra de corriente la toma del colector. Un transistor puede
trabajar en tres regiones de funcionamiento, caracterizadas por la
polarización de sus uniones PN.
1.En corte: las uniones base-emisor y base-colector están polarizadas
inversamente. Las intensidades de corriente son prácticamente nulas y el
transistor no conduce.
2.En activa: base-emisor, directamente polarizadas y base-colector
inversamente. El transistor conduce parcialmente.
3.En saturación:las dos conexiones polarizadas directamente. El
transistor conduce plenamente. JULIO SÁNCHEZ
CIC

15. Zumbadores
Es un dispositivo electrónico que produce un zumbido al
recibir corriente eléctrica.
Se basa en el fenómeno de la piezoelectricidad que
consiste en la producción de un pequeño voltaje cuando se
le somete a un pequeño esfuerzo de tensión mecánico
Zumbador
CIC JULIO SÁNCHEZ

16. 7808
R1
C1 R3
C2
C3
R2
1.Transformador 2.Puente 3.Filtro 4.Regulador 5.Indicador de
rectificador de tensión funcionamiento
CIC JULIO SÁNCHEZ

17. ELEMENTOS DEL CIRCUITO
1.Transformador: elemento encargado de reducir
la tensión alterna de la red (220V) a otra tensión
más pequeña (12V).
2.Puente rectificador: formado por 4 diodos,
su misión es convertir la tensión alterna en
pulsatoria.
CIC JULIO SÁNCHEZ

18. 3.Filtro: constituido por 2 condensadores.
Convierte la pulsatoria en continua.
4.Regulador de tensión:formado por 1 circuito
integrado (7808), una resistencia, un
potenciómetro y un condensador. Consigue
que la tensión sea lo más estable posible.
5.Indicador de funcionamiento: formado por un diodo
LED y una resistencia. Indica si funciona o no funciona.
CIC JULIO SÁNCHEZ

19. Un sistema electrónico es un circuito electrónico que se utiliza
para controlar automáticamente determinadas tareas. Algunas
de estas tareas son la apertura automática de puertas, el
encendido del alumbrado público, etc.
En un sistema electrónico tendremos tres tipos de dispositivos:
- Dispositivos de entrada: Son dispositivos que generan una
señal eléctrica a partir de una señal de otro tipo. Algunos
dispositivos de este tipo son los interruptores y pulsadores, las
fotorresistencias y los potenciómetros.
- Dispositivos de proceso: Son dispositivos que reciben las
señales de los dispositivos de entrada y deciden cual es la
acción a realizar. Estos dispositivos suelen ser circuitos
integrados (temporizadores, amplificadores operacionales,
etc.).
-Dispositivos de salida: Son dispositivos que ejecutan las
acciones que deciden los dispositivos de proceso. Algunos de
estos dispositivos son los relés, zumbadores y diodos LED.
CIC JULIO SÁNCHEZ

20. Es un circuito electrónico que integra elementos como:
diodos,transistores y resistencias de tamaño microscópico sobre
una base de silicio.
Se fabrican así para que las corrientes y tensiones utilizadas
tiendan a ser lo más pequeñas posibles para conseguir que el
calentamiento de los componentes sea el mínimo posible.
Si en un chip un componente se estropea no puede ser sustituido
por otro y sería necesario remplazar todo el circuito.
CIC JULIO SÁNCHEZ

21. Los circuitos integrados más populares, aparte de los microprocesadores de
los ordenadores, son los llamados 555, que se usan como temporizadores
para regular luces intermitentes, etc.
Cada circuito integrado tiene su simbología. Por lo general se representan
mediante una simple caja con el número de terminales que tengan; dentro
de la caja se escribe alguna indicación sobre el tipo de circuito del que se
trata. Como ejemplo, este es el símbolo del 555:
CIC JULIO SÁNCHEZ

22. La electrónica actual se puede dividir en dos tipos:
opera con señales que varían en un
rango de tensiones continuo.
transmite señales formadas por 1 y 0
(abierto y cerrado). Utilizan la puertas lógicas.
CIC JULIO SÁNCHEZ

23. Es un dispositivo que tiene una o más entradas binarias cada
una de las cuales sólo puede recibir dos tipos de señales,
encendido o apagado, y que genera una señal determinada
específicamente por la señal de entrada.
Esto se representa con lo que se conoce como tablas de
verdad: A B salida
0 0
0 1
1 0
1 1
Combinando puertas lógicas se montan los llamados circuitos de control
que permiten llevar a cabo tareas de control y cálculo de forma automática.
CIC JULIO SÁNCHEZ

24. AND:(multiplicación lógica)Tienen que estar las dos
encendidas para que de señal.
A A B salida
B Y 0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
NAND:Siempre da señal, a no ser, que las dos estén
encendidas.
A B salida
A 0 0 1
B Y 0 1 1
1 0 1
1 1 0
CIC JULIO SÁNCHEZ

25. OR:Con que haya encendida una da señal.(suma lógica)
A A B salida
B Y 0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
NOR:Si las dos están apagadas dan señal.
A A B salida
B Y 0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
CIC JULIO SÁNCHEZ

26. Puerta NOT.
La figura muestra es símbolo de un circuito NOT, al cual se
le llama más comúnmente INVERSOR. Este circuito siempre
tiene una sola entrada y su nivel lógico de salida siempre es
contrario al nivel lógico de esta entrada. Junto a la figura, se
indica la tabla de verdad de esta función
CIC JULIO SÁNCHEZ

27. AUTOMATISMOS
Un automatismo es un dispositivo capaz de realizar tareas
sin la intervención humana
Pueden ser
a) Eléctricos y electrónicos
b) Neumáticos: funcionan mediante aire comprimido ,
utilizando válvulas y cilindros neumáticos como
elementos de detección, control y accionamiento
c) Hidraúlicos: utilizan la presión sobre un fluido
CIC JULIO SÁNCHEZ

28. Un automatismo eléctrico cuenta con tres tipos de
elementos:
a) Periféricos de entrada: mediante señales eléctricas ,
proporcionan al sistema la información que necesita del
exterior para su funcionamiento adecuado. Se denominan
sensores
CIC JULIO SÁNCHEZ

29. b) Periféricos de salida: son los dispositivos que realizan
tareas concretas bajo el control del sistema: por ejemplo
motores, lámparas
c) Elementos de control: Reciben las señales eléctricas que
proporcionan los periféricos de entrada y en función de esta
información hacen funcionar de un modo u otro los
periféricos de salida
CIC JULIO SÁNCHEZ

30. SISTEMAS DE CONTROL
Se clasifican en:
a) Sistemas de control de lazo abierto
Funcionan sin tener en cuenta las variaciones que se
producen en el entorno de trabajo.
Se conocen con el nombre de controles automáticos o
programadores cíclicos como por ejemplo los
temporizadores que conectan y desconectan sistemas de
iluminación o los programadores de electrodomésticos
Suelen ir montado en placas de
circuito impreso que llevan
componentes electrónicos
( resistencias, diodos) y
electromecánicos como los JULIO SÁNCHEZ
CIC
relés

31. b) Sistemas de control de lazo cerrado
Modifica la actividad de sus periféricos de salida en función
de las informaciones que recibe del entorno. La unidad de
control compara la información con la que tiene en su
memoria y ejecuta las acciones precisas , es lo que se
denomina realimentación del sistema
Son los sistemas de control programables que utilizan para
su funcionamiento circuitos integrados analógicos y
digitales . Son dispositivos de control de este tipo los
autómatas programables, también conocidos como PLC
Y los sistemas de control informatizados que utilizan
programas informáticos para controlar todas las funciones
del sistema
CIC JULIO SÁNCHEZ

32. SENSORES
Son dispositivos que captan información de su entorno y la
transmiten a la unidad de control en forma de señal
eléctrica
En función del tipo de señal eléctrica que transmite se
clasifican en:
a) Analógicos
Pertenecen a este grupo las resistencia dependientes como
las LDR , las NTC, PTC y las VDR
CIC JULIO SÁNCHEZ

33. b) Digitales
b.1) Por contacto físico: son los microrruptores o finales
de carrera que son interruptores electromecánicos que
conectan o desconectan el paso de la corriente eléctrica
cuando se presionan
Su uso es muy diverso, empleándose, en general, en todas
las máquinas que tengan un movimiento rectilíneo de ida y
vuelta o sigan una trayectoria fija, es decir, aquellas que
realicen una carrera o recorrido fijo, como por ejemplo
ascensores, montacargas, robots, etc.
CIC JULIO SÁNCHEZ

34. b.2 Sensores eléctricos digitales de proximidad
Son dispositivos capaces de detectar si un objeto se
encuentra o no en una determinada posición sin
necesidad de que exista contacto físico entre el
sensor y el objeto
Pueden ser
a) Magnéticos
Detectan campos magnéticos creados por imanes o
electroimanes
CIC JULIO SÁNCHEZ

35. b) Inductivos: Detectan materiales conductores de la
electricidad, por lo que se emplean para señalar objetos
metálicos
Son de gran utilización en la industria, tanto para
aplicaciones de posicionamiento como para detectar la
presencia de objetos metálicos en un determinado
contexto
CIC JULIO SÁNCHEZ

36. c) Capacitativos
Detectan objetos que alteran con su presencia la
capacidad de un condensador Sirvem para determinar
niveles, humedad o posición
d) ópticos. Detectan objetos que interceptan un haz de luz
roja o infrarroja, entre un emisor (LED) y un receptor
(fotodiodo o fotorreceptor).Pueden ser:
CIC JULIO SÁNCHEZ

37. a) barrera: el emisor y el receptor están separados y se
colocan enfrentados, de manera que el objeto es
detectado al pasar entre ellos
b) Retrorreflexión: El emisor y el receptor están montados
en el mismo cuerpo. El emisor envía un haz de luz que
choca con un elemento reflectante y es captado por el
receptor
c) Reflexión directa: emisor y receptor están montados en
el mismo cuerpo. El receptor se activa por la luz
reflejada por el objeto
CIC JULIO SÁNCHEZ