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Tipos de diodos: características y funcionamiento (página 2)

Enviado por Aramis



Partes: 1, 2


La función de los fotodiodos dentro de un pick-up es la de recuperar la información grabada en el surco hipotético del CD transformando la luz del haz láser reflejada en el mismo en impulsos eléctricos para ser procesados por el sistema y obtener como resultado el audio o los datos grabados en el CD.

    Símbolo                                                                        Grafica

 Representación en un Circuito             

Diodo Gunn: Este diodo tiene características muy diferentes a los 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 ánodo y cátodo una tensión continua de 7 V, de modo que el ánodo sea positivo con respecto al cátodo, 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 emisión de microondas se produce cuando las zonas de campo eléctrico elevado se desplazan del ánodo al cátodo y del cátodo al ánodo en un constante viaje rapidísimo entre ambas zonas, lo que determina la frecuencia en los impulsos.

Símbolos                                          

  Polarizados inversos y directos

  Representación en Circuito

Curva del Diodo

Diodo Shockley: es un dispositivo de dos terminales que tiene dos estados estables: OFF o de alta impedancia y ON o baja impedancia. No se debe confundir con el diodo de barrera Schottky.

Está formado por cuatro capas de semiconductor tipo n y p, dispuestas alternadamente. Es un tipo de tiristor.

La característica V-I se muestra en la figura. La región I es la región de alta impedancia (OFF) y la III, la región de baja impedancia. Para pasar del estado OFF al ON, se aumenta la tensión en el diodo hasta alcanzar Vs, tensión de conmutación. La impedancia del diodo desciende bruscamente, haciendo que la corriente que lo atraviese se incremente y disminuya la tensión, hasta alcanzar un nuevo equilibrio en la región III (Punto B). Para volver al estado OFF, se disminuye la corriente hasta Ih, corriente de mantenimiento. Ahora el diodo aumenta su impedancia, reduciendo, todavía más la corriente, mientras aumenta la tensión en sus terminales, cruzando la región II, hasta que alcanza el nuevo equilibrio en la región I

                                                              

                                                                   Representación en Grafica

Símbolo                                   

Representación en Circuito

Transistor, Característica, Composición y Configuración

Transistor (símbolo, tipos, curva característica y funcionamiento)

El 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 polarización 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 desarrollará una apreciación de la elección de esta notación cuando se analice la operación básica del transistor. La abreviatura BJT, de transistor bipolar de unión (del ingles, Bipolar Junction Transistor), suele aplicarse a este dispositivo de tres terminales. El término bipolar refleja el hecho de que los huecos y los electrones participan en el proceso de inyección hacia el material polarizado de forma opuesta. Si sólo se utiliza un portador (electrón o hueco), entonces se considera un dispositivo unipolar.

Características de los Transistores:

  •  El consumo de energía es relativamente bajo.
  •  El tamaño de los transistores es relativamente más pequeño que los tubos de vacío.
  •  El peso.
  •  Una vida larga útil (muchas horas de servicio).
  •  Puede permanecer mucho tiempo en deposito (almacenamiento).
  •  No necesita tiempo de calentamiento.
  •  Resistencia mecánica elevada.
  •  Los transistores pueden reproducir el fenómeno de la fotosensibilidad (fenómenos sensibles a la luz).

Se describirá la operación básica del transistor utilizando el transistor pnp de la figura 4.14a. La operación del transistor npn es exactamente la misma que si intercambiaran las funciones que cumplen el electrón y el hueco. En la figura 4.15 se dibujo de nuevo el transistor pnp sin la polarización base - colector. El espesor de la región de agotamiento se redujo debido a al polarización aplicada, lo que da por resultado un flujo muy considerable de portadores mayoritarios desde el material tipo p hacia el tipo n.

Ahora se eliminará la polarización base - colector del transistor pnp de la figura 4.14a, según se muestra en la figura 4.16. En resumen:

Una unión p-n de un transistor tiene polarización inversa, mientras que la otra tiene polarización inversa ambos potenciales de polarización se aplicaron a un transistor pnp, con el flujo resultante indicado de portadores mayoritarios y minoritarios. Los espesores de las regiones de agotamiento, que indican con claridad cuál unión tiene polarización directa y cuál polarización inversa. Habrá una gran difusión de portadores mayoritarios a través de la unión p-n con polarización directa hacia el material tipo n. Así, la pregunta sería si acaso estos portadores contribuirán de forma directa a la corriente de base IB o si pasarán directamente al material tipo p. Debido a que material tipo n del centro es muy delgado y tiene baja conductividad, un número muy pequeño de estos portadores tomará esta trayectoria de alta resistencia hacia la Terminal de la base.

La magnitud de la corriente de base casi siempre se encuentra en el orden de los micro amperes, comparando con mili amperes para las corrientes del emisor y del colector. La mayor cantidad de estos portadores mayoritarios se difundirá a través de la unión con polarización inversa, hacia el material tipo p conectado a la Terminal del colector. La razón de esta relativa facilidad con la cual los portadores mayoritarios pueden atravesar la unión con polarización inversa se comprenderá con facilidad si se considera que para el  diodo con polarización inversa, los portadores mayoritarios inyectados aparecerán como portadores con polarización inversa, los portadores mayoritarios inyectados aparecerán como portadores minoritarios en el material tipo n.

En otras palabras, tuvo lugar una inyección de portadores minoritarios al material de la región de la base tipo n. A la combinación de esto con el hecho de que todos los portadores minoritarios en la región de agotamiento atravesará la unión con polarización inversa de un diodo puede atribuírsele el flujo.

Configuración de Base Común

Para la configuración de base común con transistores PNP y npn. La terminología de la base común se deriva del hecho de que la base es común tanto a la entrada como a la salida de la configuración. A su vez, por lo regular la base es la terminal más cercana a, o que se encuentra en, el potencial de tierra. A lo largo de este trabajo todas las direcciones de corriente harán referencia al flujo convencional (huecos) en lugar de hacerlo respecto al flujo de electrones. Para el transistor la flecha en el símbolo gráfico define la dirección de la corriente del emisor (flujo convencional) a través del dispositivo.

Para describir en su totalidad el comportamiento de un dispositivo de tres terminales, como los amplificadores de base común se requiere de dos conjuntos de características, uno para el punto de excitación o parámetros de entrada y el otro para el lado de la salida. El conjunto de entrada para el amplificador de base común relacionará la corriente de entrada (IE). El conjunto de características de la salida o colector tiene tres regiones básicas de interés: las regiones activa, de corte y de saturación. La región activa es la que suele utilizarse para los amplificadores lineales (sin distorsión). En particular:

En la región activa la unión base - colector se polariza inversamente, mientras que la unión emisor - base se polariza directamente.

La región activa se define mediante los arreglos de polarización de la figura 4.17. En el extremo más bajo de la región activa, la corriente del emisor (IE) es cero; esa es la verdadera corriente del colector, y se debe a la corriente de saturación inversa ICO, como lo señala la figura 4.18.

La corriente ICO real es tan pequeña (micro amperes) en magnitud si se compara con la escala vertical de IC = 0. Las condiciones del circuito que existen cuando IE = 0 para la configuración de base común se muestra en la figura 4.19. La notación que con más frecuencia se utiliza para ICO en los datos y las hojas de especificaciones es, como se indica en la figura 4.19, ICBO.

Debido a las mejoras en las técnicas de fabricación, el nivel de ICBO para los transistores de propósito general (en especial los de silicio) en los rangos de potencia baja y mediana, por lo regular es tan bajo que puede ignorarse su efecto. Sin embargo, para las unidades de mayor potencia ICBO, así como Is, para el diodo (ambas corrientes de fuga inversas) son sensibles a la temperatura. A mayores temperaturas, el efecto de ICBO puede convertirse en un factor importante debido a que aumenta muy rápidamente con la temperatura.

En la región de corte, tanto la unión base - colector como la unión emisor - base de un transistor tienen polarización inversa.

En la región de saturación, tanto la unión como el emisor - base están en polarización directa.

Colector Común

La configuración de colector común se utiliza sobre todo para propósitos de acoplamiento de impedancia, debido a que tiene una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida, contrariamente a las de las configuraciones de base común y de un emisor común.

La figura 4.21 muestra una configuración de circuito de colector común con la resistencia de carga conectada del emisor a la tierra.

Obsérvese que el colector se encuentra conectado a la tierra aunque el transistor esté conectado de manera similar a la configuración del emisor común. Desde un punto de vista de diseño, no se requiere de un conjunto de características de colector común para elegir los parámetros del circuito de la figura 4.21. Puede diseñarse utilizando las características de salida para la configuración de colector común: son la mismas que para la configuración de emisor común.

CONCLUSIÓN

Hemos observado  que los diodos son elementos importantes en la electrónica, que para su comprensión hay que estar al tanto de ciertos conocimientos relativos a su funcionamiento y comportamiento.

Los diodos son de gran versatilidad, se pueden implicar en muchos aspectos con el propósito de resolver algún problema.

Para nosotros uno de los aspectos más importantes de los mismos es que no se quedan en un solo tipo de diodo;  más bien se los ha desarrollado en formas que extienden su área de aplicación.

BIBLIOGRAFÍA

Como complemento importante dentro de la investigación realizada para obtener el presente trabajo se encontraron varias páginas web en la red mundial de datos "Internet" que nos explican claramente los conceptos necesarios en el tema "Diodos"  pero por su importancia en contenido y alto grado de sencillez se escogieron dos 2 de ellas 

Electrónica Básica,  Diodos Semiconductores,  Pag. 19-34

Van Valkenburgh, Nooger & Neville, Inc

Ed. Bell S.A.

Electrónica General, Tomo I, Tecnología Electrónica, Semiconductores, Pag. 251-260.

Luis Gómez de Tejada y Sanz

Ed. PARANINFO S.A.

 Internet

http://www.ieec.uned.es/ieec/documentos/ffi-ieec/apl_html/capit_11/c1.htm

Internet

http://www.ieec.uned.es/ieec/documentos/ffi-ieec/apl_html/capit_11/c111.htm

 

 

 

 

 

Autor:

Atagua López                                        

Rojas Ponce

Enviado por:

Aramis

Instructor:  Pedro Grillet.                                 

Republica bolivariana de Venezuela

Ministerio del poder popular para la defensa

Centro de adiestramiento naval

"CN. Felipe santiago Estévez"

Escuela de suboficiales de la armada

Catia la Mar Edo. Vargas.

04/10/2008


Partes: 1, 2


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