SEMICONDUCTORES

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Semiconductores
 
Semiconductores
● Los semiconductores Si, Ge, GaAs son 
materiales que tienen propiedades entre 
conductores y aisladores. 
● Los diodos son dispositivos activos a diferencia 
de los pasivos (Resistencias , Capacitores, etc). 
Un dispositivo activo hay que entregarle energía 
para apreciar sus características.
 
Semiconductores
● De acuerdo a la “dopaje” o 
contaminación del cristal de 
silicio tenemos dos tipos de 
semiconductor Tipo N 
(contaminación ó impureza 
pentavalente) y tipo P (impureza 
trivalente).
● Tipo N, portadores mayoritarios 
son llamados los electrones y los 
huecos portadores minoritarios
● Tipo P, portadores minoritarios 
son los electrones y los huecos 
portadores mayoritarios.
 
Juntura PN
● Cuando tenemos dos obleas 
tipo N y P. Se produce un 
área llamada zona de 
deplexión y se estable la 
barrera de potencial.
● La típica caída de potencial 
en Si 0.6V a 0.7V y Ge 0.3V 
a 0.35V. 
 
Juntura PN
● Polarización directa
● Polarización inversa
 
Diodo características
● Características principales ó de 
selección.
● IF(máx): Máxima corriente en 
directa.
● VRRM ó VPI(máx): Tensión inversa 
ó pico inversa máxima de ruptura.
● PD(Máx) Potencia total de disipación. 
VF x IF.
● Temperatura de operación entre 0ºC a 
70ºC comercial, -40ºC a 85ºC industrial 
y -55ºC a 125ºC Militar y Temperatura 
máx. de juntura en Si es de 150ºC.
 
Algunos usos de diodos
● Diodos Led (Light-emitting 
diode) en displays
 
Algunos usos de diodos
● Protección de entrada en 
Lógica digital
 
Algunos usos de diodos
● Diodos en serie. En los 
diodos LED la caida de 
tensión es Mayor a 0.7V, 
dependiendo puede ser de 
3V a 6V.
 
Algunos usos de diodos
● Diodo volante ó “FreeWheel 
diode”. 
● Se utiliza para que la contra-
fem (fuerza electromotriz) no 
afecte al circuito asociado.
 
Diodos rectificadores
 
Diodos rectificadores
● Los diodos rectificadores son dispositivos utilizados convertir 
corrientes alternas AC en corrientes continuas CC. Se 
caracterizan por elevados valores de corriente y tensiones 
inversas. 
 
Diodos rectificadores
● Rectificador de Media 
Onda “Half Wave 
Rectifier”
 
Diodos rectificadores
● Rectificador de 
Media Onda “Half 
Wave Rectifier”, con 
Capacitor.
● El menor o mayor amplitud 
de la variación de tensión 
ó “rizado” a la salida, 
dependerá de la constante 
RC, del valor del capacitor 
y la resistencia de carga.
 
Diodos rectificadores
● Rectificador de 
Onda Completa con 
transformador con 
punto medio.
● En este tipo de rectificador 
es como duplicar el 
rectificador de media 
onda, es decir, tenemos la 
en la RL la señal recticada 
con el doble de tensión.
 
Diodos rectificadores
● Rectificador de onda 
completa tipo Puente 
ó Puente rectificador 
“Bridge Rectifier”.
● En este tipo de rectificador 
tenemos el doble de tensión 
que en un rectificador media 
tensión, esto es, sin duplicar el 
transformador. Pero la caída de 
tensión de los diodos es 1.4V 
por estar en serie.
● Medio ciclo Positivo
● Medio ciclo Negativo
 
Diodos rectificadores
● Rectificador de onda 
completa tipo Puente 
ó Puente rectificador 
“Bridge Rectifier” Con 
Capacitor.
● En este tipo de rectificador el 
valor del Capacitor es menor a 
un circuito rectificador media 
onda, como ventaja principal 
además de no requerir otro 
bobinado secundario.
 
Diodos rectificadores
● Rectificador de onda 
completa tipo Puente ó 
Puente rectificador 
“Bridge Rectifier” Con 
Capacitor.
● A la derecha. Tenemos la tensión 
de “rizado” con dos valores de 
capacitor distintos. Como regla 
general tomaremos 1000uF por 
1Amper de carga. La frecuencia 
aquí es 100Hz el doble del 
rectificador media onda 50Hz.
● Capacitor 4.7uF
● Capacitor 47uF
 
Diodo Zener
 
 
Diodo Zener
● El diodo Zener es un 
dispositivo 
semiconductor el cuál 
tiene como 
caracteristica el estar 
diseñado para usarse 
en conducción 
inversa. 
 
Diodo Zener
● El diodo Zener es un dispositivo 
semiconductor el cuál tiene 
como característica el estar 
diseñado para usarse en 
conducción inversa. 
● El voltaje inverso ó Vz Tensión 
Zener es casi constante entre 
Izmín (necesaria para que el 
diodo zener pueda regular la 
tensión) e Izmáx (antes que se 
destruya). Conocida esta como 
la zona de seguridad del diodo 
Zener.
 
Diodo Zener
● Con la característica antes 
mencionada, al Diodo 
zener se lo puede usar 
como regulador de voltaje. 
● Conectando una 
resistencia en serie Rs, 
para limitar la corriente 
máx en el zener, podemos 
regular una tensión 
constante en la carga
 
Diodo Zener Características
● Los parámetros 
principales del diodo 
zener son:
● Pdz (Potencia máx 
Zener) esto es Vz x 
Iz.
● Vz (Voltaje zener) 
 
Diodo Zener Cálculo de Rs
● Si quiero tener 5V a partir de una 
bateria de 12V dc. Tengo un diodo 
de Vz=5V y Pz=2W e Izmín=5mA.
● Calculamos Iz
● Calculamos Rs mínima ya que es 
la Iz máx que soporta el Zener.
● Si coloco como RL una resistencia 
de 1KΩ, puedo calcular IL e Iz en 
ese momento 
 
Diodo Zener Cálculo de Rs
● En forma general se 
puede calcular Rs:
● Rs= (Vin – Vz )/(1.1xIL max) 
 
● Pzmax= [(Vin-Vz)/Rs] x Vz
● Conociendo Vz y la carga 
que quiero alimentar es decir 
IL. 
 
Diodo Zener en Serie
● Los diodos zener, pueden 
ser conectados en serie para 
cambiar la Vz total. Solo Hay 
q tener en consideración los 
valores de corriente Izmin e 
Izmáx común a todos ellos. 
Los valores de Potencia 
pueden cambiar en cada 
uno. 
 
Diodo Zener como recortador
● En circuitos de señal AC, se 
pueden utilizar diodos zener 
como recortador de señal, 
colocandolo en contrafase u 
opuesto. 
 
Diodo Zener familias
 
 
Diodo Leds
 
 
Diodo Leds Curva características
 ● Cálculo de Rs
 
Fallas en diodos
● Diodos en cortocircuito, 
cuando medimos un diodo en 
directa tiene una resistencia 
por debajo de 100Ω.
● Diodo abierto, la medición en 
directa nos da un valor infinito.
● Diodo con fugas, Se 
necesita un múltimetro 
analógico. Pero esto es muy 
raro en un diodo de Si, pero 
común en Ge.
 
Diodos Bypass
● Las celdas solares son un 
caso especial de diodo que 
excitados por fotones 
generan una diferencia de 
potencial, por lo tanto 
conectado en un circuito una 
circulación de corriente.
 
Diodo Schottky
● El diodo Schottky es 
un diodo con la 
caracteristica notable 
de una VF alrededor 
de 0.3V y ser más 
rápido que un diodo 
convencional de Si.
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