Catálogo de semiconductores

E l e c t r o t e c n i a .

C o l e g i o V o c a c i o n a l

M o n s e ñ o r S a n a b r i a .

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Bryan Portuguez Castillo.

Tipos de semiconductores, curvas características,

símbolos y aplicaciones.

Los semiconductores son elementos que tienen una conductividad eléctrica

inferior a la de un conductor metálico pero superior a la de un buen aislante.

El semiconductor más utilizado es el silicio, que es el elemento más

abundante en la naturaleza, después del oxígeno. Otros semiconductores son

el germanio y el selenio.

Semiconductores P y N

En la práctica, para mejorar la conductividad eléctrica de los semiconductores, se utilizan

impurezas añadidas voluntariamente. Esta operación se denomina dopado, utilizándose

dos tipos:

• Impurezas pentavalentes:

Son elementos cuyos átomos tienen cinco electrones de valencia en su orbital exterior.

Entre ellos se encuentran el fósforo, el antimonio y el arsénico.

• Impurezas Trivalentes

Son elementos cuyos átomos tienen tres electrones de valencia en su orbital exterior. Entre

ellos se encuentran el boro, el galio y el indio.

Unión “N”

Cuando un elemento con cinco electrones de valencia entra en la red cristalina del silicio,

se completan los cuatro electrones de valencia que se precisan para llegar al equilibrio y

queda libre un quinto electrón que le hace mucho mejor conductor. De un semiconductor

dopado con impurezas pentavalentes se dice que es de tipo N.

Unión “P”

En cambio, si se introduce una impureza trivalente en la red cristalina del silicio, se forman

tres enlaces covalentes con tres átomos de silicio vecinos, quedando un cuarto átomo de

silicio con un electrón sin enlazar, provocando un hueco en la red cristalina. De un

semiconductor dopado con impurezas trivalentes se dice que es de tipo P

Diodo semiconductor: Es un material cuya conductividad varía

con la temperatura, y puede ser conductor o aislante. La conductividad del semiconductor varía con la temperatura.

Aplicaciones:El silicio es la sustancia más utilizada en los semiconductores,

se utiliza en diodos y transistores. Las placas de circuitos, componentes informáticos, galgas extensiométricas, detectores de radiación y sensores de fotos también utilizan semiconductores de silicio. Hay dos elementales, así

como los semiconductores compuestos en el mercado. Los semiconductores de silicio son semiconductores elementales. Los semiconductores compuestos se utilizan en dispositivos como pantallas LED, donde hay inclusión permite

la visualización de una multitud de colores, que los semiconductores elementales no son capaces de crear.

Símbolo Diodo Semiconductor.

Curva diodo semiconductor.

Diodos semiconductores.

Diodo túnel:El diodo túnel puede funcionar como amplificador,

como oscilador o como biestable. Esencialmente, este diodo es un dispositivo de baja potencia para aplicaciones que involucran microondas y que están relativamente libres de los efectos de la radiación.

Aplicaciones: Este tipo de diodo no se puede utilizar como rectificador debido a que tiene una corriente de fuga muy grande cuando están polarizados en reversa. Así estos diodos sólo encuentran aplicaciones reducidas como en circuitos osciladores de alta frecuencia.

Símbolo Diodo Túnel.

Diodo Túnel.

Curv

a Caracteristica.

Fotodiodo:Este se parece mucho a un diodo semiconductor, pero

tiene una característica muy especial, es un dispositivo que conduce una cantidad de corriente eléctrica proporcional a la cantidad de luz qué lo incide, esta corriente fluye en sentido opuesto a la flecha del diodo y se llama corriente de fuga. Puede utilizarse como un detector de luz.

Aplicaciones de Fotodiodos

Aparatos de medición ópticos

Buses ópticos

Comunicación a larga distancia Control de láseres

Control remoto y comunicación IR

Cortinas de luz.

Lectores de CD y DVDS

Símbolo de fotodiodo.

Fotodiodos

Curva

característica fotodiodo.

Diodo Zener: Es un diodo qué se ha construido para funcionar en

zonas de rupturas es decir polarizado inversamente, lo que otros diodos no son capaces de lograr, este es capaz de mantener un voltaje de salida constante.

Aplicaciones: Diodo zener como elemento de protección:

Diodo Zener, Simbolo y curva caracteristica.

SCR:Es un dispositivo unidireccional que puede soportar altos niveles

de voltaje y corriente cómo ningún tipo de tiristor puede hacerlo es un

interruptor casi ideal, soporta altas tensiones y altas corrientes.

SCR Curva caracteristica.

SCR Simbolo.

SCR.

DIAC: Es un diodo de disparo bidireccional diseñado para disparar

TRIACS y tiristores, es el equivalente a dos diodos Zener conectados en serie, es importante conocer qué si la tensión aplicada al DIAC es menor que la tensión que provoca su disparo el DIAC se comporta como un circuito abierto y si su tensión es mayor que la tensión nominal este se comporta como un corto circuito. Es un diodo para corriente alterna.

Simbolo del DIAC

Curva caracteristica DIAC

TRIAC: Es un dispositivo bidireccional, la aplicación de los triacs es para

corriente alterna, su curva característica refleja un funcionamiento parecido al de un tiristor, la principal utilidad de los triacs es como regulador de potencia entregada a una carga, en corriente alterna, y su encapsulado es idéntico al de un tiristor.

Curva Caracteristica Triac.

Triac simbolo .

BJT: El transistor de unión bipolar es un semiconductor que puede estar

constituido por cristales de Germanio y Silicio.

Tienen 3 capas dopadas y 2 uniones, y cuya unión da como resultado dos

tipos de transistores, depende de cómo se coloquen sus capas en su

construcción.

BJT Simbolo.

Curva característica BJT.

Bipolar Junction Transistor.

FET: El transistor de efecto de

campo es en realidad una familia de transistores que se basan en el campo eléctrico para controlar la conductividad de un "canal" en un material semiconductor. Los FET pueden plantearse como resistencias controladas por diferencia de potencial.

FET

Símbolo FET

Curva

característica FET

MOSFET: su significado es (Metal-

Oxide Semiconductor, Field Effect

Transistor) son muy parecidos a los

JFET. La diferencia entre estos estriba

en que, en los MOSFET, la puerta está aislada del canal, consiguiéndose

de esta forma que la corriente de dicho terminal sea muy pequeña,

prácticamente despreciable. Debido a este hecho, la resistencia de

entrada de este tipo de transistores es elevadísima, del orden de 10.000

MW, lo que les convierte en componentes ideales para amplificar

señales muy débiles.

Símbolo MOSFET.

Encapsulado MOSFET

UJT: Este dispositivo se utiliza, fundamentalmente, como

generador de pulsos de disparo para SCR y TRIACs. El UJT es un

componente que posee tres terminales: dos bases y un emisor, tal como

se muestra en la siguiente figura:

Símbolo UJT

UJT

555

555: El temporizador IC 555 es un circuito integrado (chip) se utiliza en

una variedad de temporizador, la generación de impulsos, y de oscilador

aplicaciones. El 555 puede ser utilizado para proporcionar retardos de

tiempo, como un oscilador, y como un elemento flip-flop.

El dispositivo 555 es un circuito integrado muy estable cuya función

primordial es la de producir pulsos de temporización con una gran

precisión y que, además, puede funcionar como oscilador.

Sus características más destacables son:

Temporización desde microsegundos hasta horas.

IGBT: Transistor bipolar de puerta aislada, dispositivo semiconductor

que generalmente se aplica como interruptor controlado en circuitos de

electrónica de potencia. Este dispositivo posee la características de las

señales de puerta de los transistores de efecto campo con la capacidad

de alta corriente y bajo voltaje de saturación del transistor bipolar,

combinando una puerta aislada FET para la entrada de control y un

transistor bipolar como interruptor en un solo dispositivo. El circuito de

excitación del IGBT es como el del MOSFET, mientras que las

características de conducción son como las del BJT.

Curva caracteristica IGBT

Encapsulado IGBT

IGBT Símbolo

GTO:Son semiconductores discretos que actúan como interruptores

completamente controlables, los cuales pueden ser encendidos y

apagados en cualquier momento con una señal de compuerta positiva o

negativa respectivamente. Estos componentes están optimizados para

tener muy bajas pérdidas de conducción y diseñados para trabajar en las

más demandantes aplicaciones industriales. Estos componentes son

altamente utilizados en Convertidores de Alto Voltaje y Alta Potencia

para aplicaciones de baja y media frecuencia.

Un tiristor GTO, al igual que un SCR puede activarse mediante la

aplicación de una señal positiva de compuerta. Sin embargo, se puede

desactivar mediante una señal negativa de compuerta. Un GTO es un

dispositivo de enganche y se construir con especificaciones de corriente

y voltajes similares a las de un SCR. Un GTO se activa aplicando a su

compuerta un pulso positivo corto y se desactiva mediante un pulso

negativo corto.