Semiconductores

Semiconductores.-La electrónica en estado sólido en la actualidad, tiene una marcada evolución  ya que los sistemas electrónicos modernos están constituidos de una gran variedad de dispositivos semiconductores poco conocidos. En este tema se habla precisamente de ka constitución de constitución, aplicación y función de todos los dispositivos de semiconducción de mayor uso, con el fin de que el estudiante se familiarice  con dichos elementos.

Semiconductor.- Un semiconductor es un material que tiene la cualidad de  su valor resistivo, al grado de poder comportarse prácticamente como un conductor o como una aislante.

Materiales conductores.- Son aquellos que permiten el paso de la corriente eléctrica con  relativa posibilidad. Los mejores conductores electrónicos en los cuales destacan el cobre, la plata y el oro.

Materiales no conductores o aislantes.- Sol aquellos que impiden el paso de la corriente eléctrica pues presentan una gran oposición . Tenemos el vidrio, la madera, el plástico, el hule, etc...

 

Resistencia .- Oposición que presenta un  elemento al paso de la corriente eléctrica.

Monodos.- Pueden catalogarse como simples resistencias variables semiconductoras, ya que su valor ohmico se ve afectado por la luz, el voltaje, la temperatura o los campos magneticos-

  1. Termistor
  2. Varistor
  3. Foto resistor
  4. magneto resistor

TERMISTOR

TERMISTOR C . P. T

En el termistor C. P. T. su resistencia interna es inversamente proporcional a la temperatura, es decir, al aumentar la temperatura su resistencia disminuye y al disminuir la temperatura su resistencia aumenta tal como se muestra en la curva siguiente :

TERMISTOR C . N. T

En el termistor C.N. T. su resistencia interna , es directamente proporcional a la temperatura, es decir, al aumentar la temperatura aumenta la resistencia y viceversa segun se observa en la figura siguiente.

CONSTITUCION DE LOS TERMISTORES

Los materiales con que se fabrican los termistores con sustancias de óxido de cobalta, magnesio, uranio y otros.

EJEMPLO DEL USO DE TERMISTOR: Se usa en los televisores para evitar manchas en los colores.

 

EL VARISTOR

Otros dispositivos de semiconducción y de características especiales, es el varistor. Este dispositivo al igual que el termistor también pertenece a la familia de los semiconductores. Sin embargo, mientras el termistor es sensible a la temperatura, el varistor es sensible a la tensión, es decir, su resistencia interna aumenta cuando la tensión aplicada aumenta. En los diagramas al varistor se representa con las letras (R. D. V.) a continuación se muestra al símbolo y forma física del varistor.


FUNCION BASICA DEL VARISTOR.- El varistor esta construido a base de materiales semiconductores al igual que como el termistor. Por lo tanto, al aplicar un potencial en sus extremos de pequeñas magnitudes ofrece resistencia muy elevada, en tanto que si su potencial aplicado es muy elevado, su resistencia disminuye permitiendo el paso de una corriente.

APLICACIÓN BASICA DEL VARISTOR

Son varias las aplicaciones del varistor en circuitos electrónicos modernos, por ejemplo: en fuentes de alimentación reguladas, aplicadores de potencia, suspensores de arco voltaicos, como protectores de contactos relays, etc.

EL FOTORESISTOR

Otro resistor de características especiales perteneciente a la familia de los semiconductores, es el fotoresistor.

Este dispositivo tiene la característica de ser sensible a la luz ya que cuando el fotoresistor se encuentra en completa oscuridad presenta una elevada resistencia.

En cambio cuando es afectada por la luz su resistencia diminuye. De lo anterior desprende que el fotoresistor ofrece una resistencia que inversamente proporcional a la intensidad de la luz que le afecta, su símbolo, forma física y aplicación se muestra a continuación.

Los materiales que constituyen a los fotoresistores son: Sulfuro de Cadmio, Seleniuro de Cadmio.

El fotoresistor tiene su aplicación en :

· Receptores de T. V.
· En Elevadores
· En instrumentos proyectados para medir la intensidad de la luz ( fotómetro )
· Circuitos automáticos de iluminación
· Circuitos de alarmas
· Contadores industriales

DIODOS SEMICONDUCTORES

Como ya se sabe, el diodo de semiconducción es un dispositivo de dos terminales y que esta hecho de materiales semiconductores como el Germanio y el Silicio.

Sin embargo, existe una gran variedad de diodos que tienen gran aplicación en circuitos electrónicos, entre los cuales podemos mencionar los siguientes:

· El diodo común
· El diodo Zenner
· El diodo Varicap
· El diodo Led
· El fotodiodo

Cada uno de los diodos mencionados tienes una aplicación especifica como a continuación se explica.

EL DIODO DE SEMICONDUCCIÓN

El diodo de semiconducción o rectificador de contacto, es un dispositivo que tiene la cualidad de permitir el paso de la corriente eléctrica en un solo sentido.

Básicamente, la estructura de rectificador actual la constituye la unión de dos materiales de semiconducción, siendo uno de ellos del tipo "N" y sobrante del tipo "P"; cuya unión o contacto que se produce entre la superficie de dos materiales, viene a formar una especia de película dominada juntura.

El semiconductor "N" representa el cátodo de rectificador. En cambio, el semiconductor "P" , representa la placa o ánodo del diodo sólido.

En estado de reposo, es decir, cuando el dispositivo no recibe ningún potencial polarizante exterior, ambos lados de la juntura, se forman dos películas de cierto espesor totalmente carentes de portadores a cuyas películas se les conoce con el nombre de zona agotada. Estas películas se forman debido a la repulsión que experimentan tanto los portadores positivos o como los negativos por parte de la impureza presenta en los materiales, cuyo material con su campo eléctrico impide que los portadores se acerquen a la repetida juntura.

POLARIZACIÓN DIRECTA

Cuando a los extremos del dispositivo se dispone un generador de corriente directa con si polo negativo conectado al material "N" y el positivo "P", la zona agotada a ambos lados de la juntura desaparece; pues los electrones del material "N", por efecto del potencial negativo de la batería se desplaza hacia la juntura y los portadores positivos del material "P", por efecto del potencial del generador, también son obligados a acercarse a la juntura, con lo cual, en el circuito fluye una corriente eléctrica, que es proporcional a la magnitud del potencial aplicado.

POLARIZACIÓN INVERSA

Si ahora, invertimos la conexión del generador de corriente directa, es decir: el polo positivo al material "P", el rectificador recibe polarización inversa o en sentido de no conducción, lo cual indica que el circuito no tiene corriente eléctrica.

La razón de que el circuito se suspenda el flujo de corriente, se debe a que en ambos lados de la juntura se forma una zona agotada de portadores de gran espesor, debido principalmente a que la polarización materialmente aleja a los electrones a pozos de la juntura, con lo cual al suspenderse el intercambio de portadores en la repetida juntura, s suspende también el flujo de corriente en el circuito, pues la zona agotada actúa como un verdadero aislante.

LOCALIZACIÓN DE LOS ELECTRODOS EN EL DIODO DE SEMICONDUCCION

Cuando el diodo carece de algún dato para conocer los electrodos del dispositivo, podemos emplear el ohmetro, cuyo instrumento directamente aplicado a los extremos del rectificador se intercambiará de la siguiente manera:

1. Cuando el diodo es polarizado inversamente, la lectura obtenida es muy alta.


2. Cuando el diodo es polarizado inversamente, la lectura obtenida es muy baja


EL DIODO ZENNER

A este elemento, lo constituye un rectificador de silicio que opera sobre su curva de polarización inversa. Este dispositivo funciona como diodo común cuando se polariza directamente, pero cuando se polariza inversamente

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