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2.3 FENÓMENOS DE RUPTURA En la característica del diodo observamos una zona en la cual, a pesar de estar en polarización inversa, se obtienen corrientes inversas que son mucho más elevadas que las de saturación. Decimos entonces que el diodo entra en ruptura. Los dos tipos de fenómenos de ruptura que se conocen son el de avalancha y el Zener 2.3.1.RUPTURA POR MULTIPLICACIÓN O AVALANCHA Fenómeno que ocurre con tensiones inversas elevadas en una unión pn, los electrones libres se aceleran a velocidades tan altas que son capaces de desalojar a los electrones de valencia. Cuando se produce esta situación, los electrones de valencia se convierten en electrones libres que desalojan a otros electrones de valencia. Es un proceso de multiplicación de la corriente eléctrica que conduce al flujo de corrientes de alta intensidad en materiales aislantes de otra manera buenos. Video informativo (1280) RUPTURA por AVALANCHA en DIODOS (IONIZACIÓN POR IMPACTO) - YouTube Diodo Avalancha El diodo avalancha es un tipo especial de dispositivo semiconductor diseñado para funcionar en la región de ruptura inversa. Los diodos de avalancha se utilizan como válvulas de descarga para proteger los sistemas eléctricos de los excesos de tensión. 2.3.2 Ruptura Zener ¿Cómo ocurre esta ruptura? Esto ocurre debido a que existe un fuerte campo eléctrico en la región de la unión que puede superar las fuerzas de unión dentro del átomo y "generar" portadores. El mecanismo de ruptura Zener es un contribuyente significativo sólo en los niveles más bajos de potencial zener. Este cambio rápido en la característica a cualquier nivel se denomina región Zener, y los diodos que utilizan esta porción única de la característica de una unión p-n son los diodos Zener El máximo potencial de polarización inversa que puede ser aplicado antes de entrar a la región Zener se conoce como voltaje pico inverso PIV Análisis de la gráfica del diodo zener • Se encuentra en múltiplos de diez volts en la región negativa, existe un punto en el cual la aplicación de un voltaje demasiado negativo dará por resultado un agudo cambio en las características. • La corriente se incrementa a una velocidad muy rápida en una dirección opuesta a aquella de la región de voltaje positivo. • El potencial de polarización inversa que da como resultado este cambio muy drástico de las características se le llama potencial Zener y se le da el símbolo Vz. El diodo Zener y el diodo semiconductor • El hecho de que la curva caiga abajo y lejos del eje horizontal, en vez de arriba y lejos para la región positiva VD. revela que la corriente en la región Zener tiene una dirección opuesta a aquella de un diodo con polarización directa. • El diodo Zener tiene una zona de conducción igual a la de los diodos rectificadores. Su diferencia radica en el momento en el que son polarizados inversamente. En este caso, este tipo de diodo no conduce corriente cuando el voltaje de este es menor al que nos proporciona. ¿Cómo se controla la región Zener? • La localización de la región Zener puede controlarse mediante la variación de los niveles de dopado. Un incremento en el dopado, que produzca un aumento en el número de impurezas agregadas, disminuirá el potencial Zener. Los diodos Zener se encuentran disponibles con potenciales Zener desde 1.8 hasta 200 V, con rangos de potencia desde 1 hasta 50 W. • Debido a su capacidad para soportar mayor temperatura y comente, por lo general en la manufactura de los diodos Zener se prefiere silicio. Circuito equivalente Algunas aplicaciones… Regulador de voltaje Como protector Cuestionario 1-¿Qué es una ruptura? 2-Menciona una aplicación del diodo zener y descríbela 3-¿Cómo ocurre la ruptura de Zener? 4-¿Cómo ocurre la ruptura de avalancha? 5-¿Función del diodo avalancha? Glosario 1.- Dopado: En la producción de semiconductores, se le denomina dopaje al proceso intencional de agregar impurezas en un semiconductor extremadamente puro 2.- Polarización: La polarización es considerado un fenómeno químico, físico, social e individual, cuyo significado es inclinarse hacia los extremos de los polos. 3.- Tensiones: es la presión de una fuente de energía de un circuito eléctrico que empuja los electrones cargados (corriente) a través de un lazo conductor 4.- Portadores: Que lleva o trae algo de una parte a otra. Usado, usada o usadas también como sustantivo 5.- Equivalente: Que tiene igual área o volumen respectivamente y distinta forma que otro. Bibliografía • Boylestad, R., & Nashelsky, L. (2009). Electrónica: Teoría de circuitos (6.a ed., Vol. 1) [Libro electrónico]. Pearson. Recuperado 4 de septiembre de 2022, de https://unahll.files.wordpress.com/2015/05/electrc3b3nica- teorc3ada-de-circuitos-y-dispositivos-electrc3b3nicos_10ed-boylestad.pdf • Leñero Bardallo, J. A. (2018). Fundamentos de la electrónica y los semiconductores. Cádiz (España), Servicio de Publicaciones de la Universidad de Cádiz. Recuperado de https://elibro.net/es/ereader/biblioitmerida/106562?page=30. • Savant, Roden, Carpenter, Diseño Electrónico, Circuitos y Sistemas Prentice Hall • Ruptura por avalancha Ruptura (ehu.es)
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