TRABAJO COLABORATIVO 2

PARTICIPACIÓN INDIVIDUAL

ALBEIRO ALFONSO MARIN SOSA

CURSO 100414- GRUPO 83

ESTUDIANTE

NESTOR JAVIER RODRIGUEZ

TUTOR

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

CURSO DE FISICA ELECTRONICA

INGENIERIA DE SISTEMAS

OCT 2015

FASE 1: Profundización

Solucione los siguientes cuestionamientos relacionados con los Semiconductores.

Consulte otras fuentes adicionales a las presentadas en el curso en Campus.

Elija 3 elementos conductores, 3 aislantes y 3 semiconductores y enuncie las

principales características físicas y eléctricas que permiten clasificarlos de esta

forma.

Tipo de material Nombre del elemento características

AISLANTE SOLIDO

Azufre, diamante, porcelana, cristal, el

papel, la goma cintas sintéticas,

Son materiales que presentan gran

resistencia a que las cargas que lo

forman se desplacen. El

comportamiento de los aislantes se

debe a la barrera de potencial que se

establece entre las bandas de

valencia y conducción que dificulta la

existencia de electrones libres

capaces de conducir la energía en

cualquiera de sus formas a través del

material, el aislante es el que posee

más de 4 electrones en su última

capa de valencia. El aislante perfecto

para las aplicaciones eléctricas sería

un material absolutamente no

conductor

AISLANTE LIQUIDO

Aceite mineral, aceite de ricino,

Fluidos dieléctricos, sintéticos,

siliconas y polyalfa-olefines

Los fluidos o líquidos dieléctricos

cumplen la doble función de aislar los

bobinados en los transformadores y

disipar el calor al interior de estos

equipos. El líquido dieléctrico

AISLANTE GASEOSOS

Aire, nitrógeno y hexafluoruro del

sulfuro

Por sus características dieléctricas es

ideal como medio aislante, tiene una

rigidez dieléctrica muy elevada, tanto

a la frecuencia industrial como a

impulso, gracias a su peculiar

característica de gas electronegativo.

Con la captura de los electrones libres

la molécula de SF6 se transforma en

iones negativos pesados, y por lo

tanto poco móviles

Tipo de material Nombre del elemento características

conductor

plata

Este es el material con menor

resistencia al paso de la

electricidad pero al ser muy

costoso, su uso es limitado. La

plata se halla en la naturaleza en

forma de cloruros, sulfuros o plata

nativa. Este material se caracteriza

por ser muy dúctil, maleable y no

muy duro y fácil de soldar.

conductor

cobre

Este es el conductor eléctrico más

utilizado ya que es barato y

presenta una conductividad

elevada. Este material se

encuentra en la naturaleza de

manera abundante, en forma de

sulfuros, carbonatos, óxidos y en

muy pocos casos se halla el cobre

nativo. Se caracteriza por ser dúctil

y maleable, sencillo de estañar y

soldar y es muy resistente a la

tracción. Para mejorar sus

cualidades mecánicas, el cobre es

fusionado con bronce y estaño.

conductor

aluminio

Este ocupa el tercer puesto por su

conductividad, luego de los dos

anteriores. Su conductividad

representa un 63% de la del cobre

pero a igualdad de peso y longitud

su conductancia es del doble. El

aluminio se encuentra en grandes

cantidades y se lo extrae de un

mineral llamado bauxita. Se

caracteriza por no ser muy

resistente a la tracción, ser más

blando que el cobre y no es fácil de

soldar. A pesar de esto, al ser dúctil

permite ser trabajado por estirado,

laminado, forjado, hilado y

extrusión. Para mejorar la

resistencia mecánica del aluminio

se le agrega magnesio, hierro o

silicio.

BIBLIOGRAFIA

https://www.google.com/search?q=aislantes+y+conductores&ie=utf-

8&oe=utf-8&channel=fs&trackid=sp-006&gws_rd=ssl

http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_conductores/ke_conductor_1.h

tm

http://www.fisicapractica.com/conductores-aisladores.ph

http://html.rincondelvago.com/conductores-semiconductores-y-aislantes_1.html

Tipo de material Nombre del elemento características

semiconductores

Germanio, silicio Tipo N:

Adicionando arsénico,

antimonio y fósforo.

Que poseen características

intermedias entre los cuerpos

conductores y los aislantes, por

lo que no se consideran ni una

cosa, ni la otra. Sin embargo,

bajo determinadas condiciones

esos mismos elementos

permiten la circulación de la

corriente eléctrica en un

sentido, pero no en el sentido

contrario. Esa propiedad se

utiliza para rectificar corriente

alterna, detectar señales de

radio, amplificar señales de

corriente eléctrica, funcionar

como interruptores o

compuertas utilizadas en

electrónica digital, etc...

semiconductores

Indio, boro y galio

A temperaturas de trabajo normales, un electrón de un átomo de silicio cercano se puede desplazar para llenar el cuarto enlace de cada átomo de impureza. Esto crea un hueco que se mueve libremente por el cristal. Sin embargo, el electrón se enlaza con el átomo de impureza ionizado. Así, la conducción en el material de tipo p se debe mayoritariamente a los huecos. En un material de tipo p, los huecos se llaman portadores mayoritarios y, los electrones portadores, minoritarios. Desde luego, esta terminología es la inversa a la de los materiales de tipo n.

2. Explique el proceso de obtención de un semiconductor tipo N y uno tipo

P. Debe tener en cuenta que el proceso comience con un semiconductor

puro y llegue a cada uno de los tipos solicitados. (Puede utilizar un diagrama

o imágenes de apoyo para la explicación)

Tipo de compuesto, normalmente trivalente, es decir con 3 electrones en la capa

de valencia, al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de

carga libres (en este caso positivos, huecos). Cuando el material dopante es

añadido, éste libera los electrones más débilmente vinculados de los átomos del

semiconductor. Este agente dopante es también conocido como material

aceptador. El propósito del dopaje tipo P es el de crear abundancia de huecos. En

el caso del silicio, una impureza trivalente deja un enlace covalente incompleto,

haciendo que, por difusión, uno de los átomos vecinos le ceda un electrón

completando así sus cuatro enlaces.

Un Semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado

añadiendo un cierto tipo de compuesto, normalmente pentavalente, es decir con 5

electrones en la capa de valencia, al semiconductor para poder aumentar el

número de portadores de carga libres (en este caso, negativos, electrones libres).

Cuando el material dopante es añadido, éste aporta sus electrones más

débilmente vinculados a los átomos del semiconductor. Este tipo de agente

dopante es también conocido como material donanador ya que cede uno de sus

electrones al semiconductor. El propósito del dopaje tipo N es el de producir

abundancia de electrones libres en el material.

BIBLIOGRAFIA;

Téllez Acuña, Freddy Reynaldo. Módulo De Física Electrónica 2006,

UNAD.http://www.info-

ab.uclm.es/labelec/Solar/Componentes/Diodo_I/aplicacionesdiodorec.htmhttp://ww

w.garciacuervo.com/picmania.garciacuervo.net/recursos/RedPicTutorials/Electroni

ca%20Basica/Transistores%201.

http://www.wikiciencia.org/electronica/teoria/introduccion/index.phphttp://lc.fie.umic

h.mx/~ifranco/mis_materias/materia1/apuntes/capitulo_4/Tipos_de_diodos.pdf http

://www.mitecnologico.com/Main/SemiconductorPYSemiconductorNhttp://html.rinco

ndelvago.com/conductores-semiconductores-y-aislantes_1.html.

3. Consulte las etapas que conforman una fuente de alimentación regulada. Explique la función de cada etapa, los elementos que la conforman y la forma de la señal que se obtiene en cada etapa. (Recuerde que una fuente de alimentación recibe una señal alterna de la red eléctrica y entrega al usuario una señal continua para la alimentación de diversos circuitos o dispositivos). Sección de Protección: Ubicada en la Etapa Primaria de la fuente, esta sección está constituida por un fusible y un termistor, que se reconoce fácilmente por su color verde (semejante a una lenteja). En ocasiones el termistor es reemplazado por una resistencia de 0,2 o 0,4 ohm. En esta sección el fusible protege a toda la fuente si hay un voltaje excesivo proveniente de la red domiciliaria y su función es cortarse para proteger la etapa primaria de la fuente. Sección de filtro para línea eléctrica: Dentro de la Etapa Primaria de la fuente, esta sección está formada por una bobina-condensador cuya única función es eliminar el "ruido" en la red eléctrica. El objetivo de esta sección es eliminar el ruido generado por la conmutación de la

fuente. Sin esta sección, el ruido ingresaría a la red domiciliaria generando interferencias que afectarían a la línea de alimentación de corriente alterna y a los aparatos eléctricos y electrónicos a ella enchufados. Sección rectificadora de entrada: En la Etapa Primaria de la fuente, esta sección está formada por cuatro diodos o un integrado llamado comúnmente "puente de diodos". A los cuatro diodos se le llama "puente rectificador". La función de esta etapa es convertir la onda alterna de corriente que viene dela red domiciliara en fase positiva y negativa en una señal puramente positiva y pulsante. Sección de filtro de entrada anti-rizado: Siempre en la Etapa Primaria de la fuente, a la salida del puente rectificador hay un par de capacitores electrolíticos de gran tamaño que se encargan de filtrar o eliminar el rizado dela señal, conocido como ripple. Muy cerca de los capacitores, hay una o más resistencias que se conocen como "bleeders”, cuya función es descargar los capacitores lentamente al apagarse la fuente. Esa descarga regulada evita el deterioro de estos capacitores. Sección conmutadora El resultado final del tratamiento de la señal eléctrica en la sección conmutadora es el envío de una señal con un pulso de corriente mucho más regular, apta para equipos electrónicos. La tensión rectificada que se recibe de la etapa anterior, es una tensión de corriente continua que no tiene ningún efecto al ser aplicada al primario de un transformador. Es por eso que también estos transistores convierten nuevamente la señal en alterna pero como mencionamos, con una frecuencia mucho mayor. Sección transformadora: En el límite entre la Etapa Primaria y la Secundaria, encontramos a esta sección. La etapa conmutadora le entrega a los transformadores la corriente eléctrica para que a través de los bobinados se lleve a los voltajes apropiados que requiere la PC. Esta señal de alta frecuencia (18.000 Hertz) que nuevamente fue transformada en alterna por los transistores de la sección anterior, deberá procesarse en esta área para reducir su voltaje. Los transformadores de esta sección se llaman "choppers" y por lo general forman una línea de tres elementos. Por lo regular el transformador de mayor tamaño suele tener más de un bobinado, por lo que devuelve varios voltajes. Sección rectificadora de salida: Ya en la Etapa Secundaria de la fuente, en esta sección los transformadores depositan una corriente alterna, que nuevamente debe ser procesada para ser llevada a continua. Este proceso es llevado a cabo por otra línea de transistores de potencia que suelen asociarse Con diodos de gran tamaño que se conocen comúnmente como "doble diodo" o "diodos de potencia”. Al salir de esta etapa, la señal es nuevamente continua y

regular, al punto de estar casi completamente purificada para ser usada por el sistema.

BIBLIOGRAFIA Wikipedia, La enciclopedia libre (2015). Telurio [en línea] Disponible en https://es.wikipedia.org/wiki/Telurio Carador, Moreno Maria. (2007) Los plásticos [En línea] Disponible en http://es.slideshare.net/maria1610/los-plsticos-163535 Wikipedia, La enciclopedia libre (2008). Vidrio aislante [en línea] Disponible en https://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_vidrio_aislante 4. Explique el funcionamiento de un optoacoplador, destacando los elementos

lo componen y el propósito de su uso. Enuncie algunas aplicaciones prácticas

de este dispositivo.

Propósito de su uso. Enuncie algunas aplicaciones prácticas de este dispositivo.

Funcionamiento:

La señal de entrada es aplicada al foto emisor y la salida es tomada del foto

receptor. Los optoacopladores son capaces de convertir una señal eléctrica en

una señal luminosa modulada y volver a convertirla en una señal eléctrica. La gran

ventaja de un opto acoplador reside en el aislamiento eléctrico que puede

establecerse entre los circuitos de entrada y salida.

Propósito de uso:

Un Opto acoplador es un circuito integrado muy básico compuesto generalmente

por un diodo LED y un fototransistor unidos de tal forma que cuando una señal

eléctrica circula a través del LED haciendo que brille, la luz que este emite es

recibida por la base del fototransistor, que empieza a actuar en modo saturación.

Aplicaciones:

Puedes utilizar este dispositivo a modo de interfaz entre dos circuitos, de tal forma

que quedarían unidos ópticamente, lo que a efectos de protección del circuito, se

traduce en colocar una resistencia de un valor muy alto (muchos MΩ), lo que lo

hace especialmente útil para proteger contra los picos de tensión.

Se pueden utilizar Optoacopladores para:

Interfaces en circuitos lógicos.

Interfaces entre señales de corriente alterna y circuitos lógicos.

En sistemas de recepción (telefonía).

Control de potencia.

A modo de relé

Bibliografía

Malvino, Albert Paul (2000). Principios de Electrónica. McGraw-Hill/Interamericana

de España, S.A.U. ISBN 84-481-2568-1.

https://es.wikipedia.org/wiki/Optoacoplador

https://prezi.com/jcprcq-3u0po/optoacopladores/

5 De forma breve explique el funcionamiento de un transistor como

amplificador de señales. Enuncie otras aplicaciones de este dispositivo.

La necesidad de amplificar las señales es casi una necesidad constante en la mayoría de los sistemas electrónicos. En este proceso, los transistores desarrollan un papel fundamental, pues bajo ciertas condiciones, pueden entregar a una determinada carga una potencia de señal mayor de la que absorben. El análisis de un amplificador mediante su asimilación a un cuadrípolo (red de dos puertas), resulta interesante ya que permite caracterizarlo mediante una serie de parámetros relativamente simples que nos proporcionan información sobre su comportamiento. En los amplificadores, gracias a los transistores se consigue la intensidad de los sonidos y de las señales en general. El amplificador posee una entrada por donde se introduce la señal débil y otra por donde se alimenta con C.C. La señal de salida se ve aumentada gracias a la aportación de esta alimentación, siguiendo las mismas variaciones de onda que la de entrada. La

señal de entrada, de bajo nivel, del orden de unos pocos milivotios, la aportan dispositivos como el micrófono (transforman ondas sonoras en señales eléctricas que siguen las mismas variaciones que las primeras), sensores térmicos, luminosos, etc.

Otras aplicaciones

Aplicaciones de los Transistores

Los transistores tienen multitud de aplicaciones, entre las que se encuentran:

Amplificación de todo tipo (radio, televisión, instrumentación)

Generación de señal (osciladores, generadores de ondas, emisión de radiofrecuencia)

Conmutación, actuando de interruptores (control de relés, fuentes de alimentación conmutadas, control de lámparas, modulación por anchura de impulsos PWM)

Detección de radiación luminosa (fototransistores)

Los transistores de unión (uno de los tipos más básicos) tienen 3 terminales llamados Base, Colector y Emisor, que dependiendo del encapsulado que tenga el transistor pueden estar distribuidos de varias formas

BIBLIOGRAFIA

Leer más: http://www.monografias.com/trabajos100/transistores-bjt-y-aplicaciones/transistores-bjt-y-aplicaciones.shtml#aplicacioa#ixzz3o0fyUeAV