13/7/2011

FISICA II

DIODOS Y TRANSISTORES

TIPOS Y CARACTERISTICAS

INTRODUCCION

1La electrnica es una de las reas de la ciencia que ms evolucionaron en los ltimos tiempos. La complejidad de algunos de sus componentes nos llevara a dedicarle al tema ms de un manual en forma exclusiva.

Pero no es la intencin de ste formar a expertos en electrnica, sino dotarlos de los conocimientos bsicos y necesarios para solucionar las fallas ms comunes que se encuentran en un perifrico de PC.

DEDICATORIA

DEDICADO A LOS ALUMNOS DE LA FACULTAD DE INGENIERIA, ES ERAMOS QUE SEA DE SU UTILIDAD.

D ODOUn diodo es un componente electrnico de dos terminales que permite la circulacin de la corriente elctrica a travs de l en un sentido. Este trmino generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el ms comn en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales elctricos. El diodo de vaco (que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologas de alta potencia) es un tubo de vaco con dos electrodos: una lmina como nodo, y un ctodo.

De forma simplificada, la curva caracterstica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia elctrica muy pequea.Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier seal, como paso inicial para convertir una corriente alterna en corriente continua. Su principio de

funcionamiento est basado en los experimentos de Lee De Forest.

Los primeros diodos eran vlvulas o tubos de vaco, tambin llamados vlvulas termoinicas constituidos por dos electrodos rodeados de vaco en un tubo de cristal, con un aspecto similar al de las lmparas incandescentes. El invento fue desarrollado en 1904 por John Ambrose Fleming, empleado de la empresa Marconi, basndose en observaciones realizadas por Thomas Alva Edison.

CARACTERSTICAS, F NCIONAMIENTO Y APLICACIN DE LOS SIGUIENTES DIODOS:DIODO ZENER:Al diodo Zener, tambin llamado diodo reguladorde tensin, podemos definirlo como un elemento semiconductor de silicio que tiene la caracterstica de un diodo normal cuando trabaja en sentido directo, es decir, en sentido de paso; pero en sentido inverso, y para una corriente inversa superior a un determinado valor, presenta una tensin de valor constante. Este fenmeno de tensin constante en el sentido inverso convierte a los diodos de Zener en dispositivos excepcionalmente tiles para obtener una tensin relativamente invisible a las variaciones de la tensin de alimentacin, es decir, como dispositivos reguladores de tensin.

DIODO VARACTOR (VARICAP): Este diodo, tambin llamadodiodo de capacidad variable, es, en esencia, un diodo semiconductor cuya caracterstica principal es la de obtener una capacidad que depende de la tensin inversa a l aplicada. Se usa especialmente en los circuitos sintonizadores de televisin y los de receptores de radio en FM.

SMBOLO

GRFICA DEL DIODO

DIODO TNEL:Este diodo presenta una cualidad curiosa que sepone de manifiesto rpidamente al observar su curva caracterstica, la cual se ve en el grfico. En lo que respecta a la corriente en sentido de bloqueo se comporta como un diodo corriente, pero en el sentido de paso ofrece unas variantes segn la tensin que se le somete. La intensidad de la corriente crece con rapidez al principio con muy poco valor de tensin hasta llegar a la cresta (C) desde donde, al recibir mayor tensin, se produce una prdida de intensidad hasta D que vuelve a elevarse cuado se sobrepasa toda esta zona del valor de la tensin. GRAFICA DEL DIODO SIMBOLO

FOTODIODO:Es un semiconductor construido con una unin PN,sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se polariza inversamente, con lo que se producir una cierta circulacin de corriente cuando sea excitado por la luz. Debido a su construccin, los fotodiodos se comportan como clulas fotovoltaicas, es decir, en ausencia de luz exterior generan una tensin muy pequea con el positivo en el nodo y el negativo en el ctodo. Esta corriente presente en ausencia de luz recibe el nombre de corriente de oscuridad. La funcin de los fotodiodos dentro de un pick-up es la de recuperar la informacin grabada en el surco hipottico del CD transformando la luz del haz lser reflejada en el mismo en impulsos elctricos para ser procesados por el sistema y obtener como resultado el audio o los datos grabados en el CD. GRAFICA DEL DIODO

SIMBOLO

DIODO GUNN : Este diodo tiene caractersticas muy diferentes alos anteriores, ya que no es rectificador. Se trata de un generador de microondas, formado por un semiconductor de dos terminales que utiliza el llamado efecto Gunn. Cuando se aplica entre nodo y ctodo una tensin continua de 7 V, de modo que el nodo sea positivo con respecto al ctodo, la corriente que circula por el diodo es continua pero con unos impulsos superpuestos de hiperfrecuencia que pueden ser utilizados para inducir oscilaciones en una cavidad resonante. De hecho, la emisin de microondas se produce cuando las zonas de campo elctrico elevado se desplazan del nodo al ctodo y del ctodo al nodo en un constante viaje rapidsimo entre ambas zonas, lo que determina la frecuencia en los impulsos.

DIODO SHOCKLEY Es

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RE RESE T CIN EN CIRCUITO

6

5

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TRANSISTOREl transistor es un dispositivo semiconductor de tres capas que consiste de dos capas de material tipo n y una capa tipo p, o bien, de dos capas de material tipo p y una tipo n. al primero se le llama transistor npn, en tanto que al segundo transistor pnp. Para la polarizacin las terminales que se muestran en la figura 4.14 las terminales se indican mediante las literales E para el emisor, C para el colector y B para la base. Se desarrollar una apreciacin de la eleccin de esta notacin cuando se analice la operacin bsica del transistor. La abreviatura BJT, de transistor bipolar de unin (del ingles, Bipolar Junction Transistor), suele aplicarse a este dispositivo de tres terminales. El trmino bipolar refleja el hecho de que los huecos y los electrones participan en el proceso de inyeccin hacia el material polarizado de forma opuesta. Si slo se utiliza un portador (electrn o hueco), entonces se considera un dispositivo unipolar.

CARACTER STICAS DE LOS TRANSISTORESy y y y y y y y

El consumo de energa es relativam ente bajo. El tamao de los transistores es relativamente ms pequeo que los tubos de vaco. El peso. Una vida larga til (muchas horas de servicio). Puede permanecer mucho tiempo en depsito (almacenamiento). No necesita tiempo de calentamiento. Resistencia mecnica elevada. Los transistores pueden reproducir el fenmeno de la fotosensibilidad (fenmenos sensibles a la luz).

TIPOS DE TRANSISTORES

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98 7

Trans s

r (s m

tipos c rva caracterstica y funcionamiento)

TR NSISTOR DE CONT CTO PUNTU LLlamado tambin transistor de punta de contacto, fue el primer transistor capaz de obtener ganancia, inventado en 1947 por J. Bardeen y W. Brattain. Consta de una base de germanio, semiconductor para entonces mejor conocido que la combin acin cobre-xido de cobre, sobre la que se apoyan, muy juntas, dos puntas metlicas que constituyen el emisor y el colector. La corriente de base es capaz de modular la resistencia que se "ve" en el colector, de ah el nombre de "transfer resistor". Se basa en efectos de superficie, poco conocidos en su da. Es difcil de fabricar (las puntas se ajustaban a mano), frgil (un golpe poda desplazar las puntas) y ruidoso. Sin embargo convivi con el transistor de unin (W. Shoc ley, 1948) debido a su mayor ancho de banda. En la actualidad ha desaparecido.

TR NSISTOR DE UNIN BIPOLAREl transistor de unin bipolar, o BJT por sus siglas en ingls, se fabrica bsicamente sobre un monocristal de Germanio, Silicio o Arseniuro de galio, que tienen cualidades de semiconductores, estado intermedio entre conductores como los metales y los aislantes como el diamante. Sobre el sustrato de cristal, se contaminan en forma muy controlada tres zonas, dos de las cuales son del mismo tipo, NPN o PNP, quedando formadas dos uniones NP.

E

La zona N con elementos donantes de electrones (cargas negativas) y la zona P de aceptadores o "huecos" (cargas positivas). Normalmente se utilizan como elementos aceptadores P al Indio (In), Aluminio (Al) o Galio (Ga) y donantes N al Arsnico (As) o Fsforo (P). El mecanismo que representa el comportamiento semiconductor depender de dichas contaminaciones, de la geometra asociada y del tipo de tecnologa de contaminacin (difusin gaseosa, epitaxial, etc.) y del comportamiento cuntico de la unin.

TRANSISTOR DE UNIN UNIPOLAR O DE E ECTO DE CAMPO.El transistor de unin unipolar, tambin llamado de efecto de campo de unin (JFET), fue el primer transistor de efecto de campo en la prctica. Lo forma una barra de material semiconductor de silicio de tipo N o P. En los terminales de la barra se establece un contacto hmico, tenemos as un transistor de efecto de campo tipo N de la forma ms bsica. Si se difun den dos regiones P en una barra de material N y se conectan externamente entre s, se producir una puerta. A uno de estos contactos le llamaremos surtidor y al otro drenador. Aplicando tensin positiva entre el drenador y el surtidor y conectando a puerta al surtidor, estableceremos una corriente, a la

BIBLIOGRA IA

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F

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