Diodos,transistores Y Expo)

01/04/2009

Un diodo es un componente que restringe la dirección del movimiento de los portadores de la carga. Esencialmente, permite que una corriente eléctrica fluya en una dirección, pero la bloquea en la dirección opuesta. Presentan: Domínguez Barradas Norely López Rodríguez Adriana Desiree Ortega Cabrera Ana Luisa Pérez Uscanga José Juan Santiago Duran Margaret

Los primeros diodos eran válvulas grandes en chips o tubos de vacío, también llamadas válvulas termoiónicas constituidas por dos electrodos rodeados de vacío en un tubo de cristal, con un aspecto similar al de las lámparas incandescentes.

Los diodos constan de dos partes, una llamada N y la otra llamada P, separados por una juntura llamada barrera o unión. Esta barrera o unión es de 0.3 voltios en el diodo de germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio.

El diodo funciona como un componente que presenta resistencia nula al paso de la corriente en un determinado sentido y resistencia infinita en otro sentido. El diodo se puede hacer trabajar de dos maneras diferentes: 1. Polarización directa Es cuando la corriente circula del ánodo al cátodo.

2. Polarización inversa Es cuando la corriente del cátodo al ánodo.

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2) Diodos Rectificadores Este tipo de diodos soportan elevadas temperaturas, siendo su resistencia muy baja y la corriente en tensión inversa muy pequeña.

1) Diodo emisor de luz. El LED es un tipo especial de diodo, que trabaja como un diodo común, pero que al ser atravesado por la corriente eléctrica, emite luz.

3) Diodo Semiconductor El diodo semiconductor es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar, prácticamente en cualquier circuito electrónico.

4) Diodo Zener El diodo zener es un tipo especial de diodo, que siempre se utiliza polarizado inversamente.

6) Diodo Schottky Se caracterizan por su velocidad de conmutación, una baja caída de voltaje cuando están polarizados en directo. (1) Resorte a presión. (2) Contacto de oro. (3) Silicio. (4) Molibdeno vaporizado. (5) Soldadura.

5) Fotodiodo Son dispositivos semiconductores construidos con una unión PN, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja.

7) Diodos Gunn Es un diodo que no contiene una unión sino una sucesión de tres capas de tipo n más o menos dopadas.

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9) Diodo Tunnel Cambia su comportamiento cada vez que se va aumentando una tensión aplicada en sentido directo. Son dispositivo que controlan el flujo de una señal por medio de una segunda señal de mucha menor intensidad. La señal de control puede ser una señal de corriente o voltaje. 10) Diodo varactor (Varicap) Diodo semiconductor con polarización inversa cuya capacidad entre los terminales disminuye en función de la tensión inversa aplicada entre sus extremos.

El 16 de diciembre de 1947, William Shockley, John Bardeen y Walter Brattain construyeron el primer transistor de contacto (metal-semiconductor) en los laboratorios Bell. Utilizo Germanio puro para un mezclador de señales a utilizarse en los radares desarrollados en la segunda guerra mundial.

Los transistores pueden dividirse en dos categorías: categorías: Transistores de Unión Bipolar (BJT) BJT) El transistor BJT fue el primer transistor producido en masa. Son llamados así porque conducen utilizando tanto portadores mayoritarios como portadores minoritarios. Es el más común de los transistores, y como los diodos, puede ser de germanio o silicio. Existen dos tipos transistores: el NPN y el PNP, y la dirección del flujo de la corriente en cada caso, lo indica la flecha que se ve en el gráfico de cada tipo de transistor.

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El transistor es un dispositivo de 3 patillas con los siguientes nombres: base (B), colector (C) y emisor (E), coincidiendo siempre, el emisor, con la patilla que tiene la flecha en el gráfico de transistor.

Transistores de Efecto de Campo (FET) FET) Es un tipo de transistor que utiliza un campo eléctrico para controlar la forma y así la conductividad de un “canal” en un semiconductor. Los FET (a excepción de los JFET) tienen cuatro terminales:

Transistor NPN

Transistor PNP

La compuerta controla el flujo de electrones al crear o eliminar un canal entre la fuente y el drenaje. Los electrones fluyen desde la fuente hacia el drenaje. El cuerpo es el substrato, y muchas veces se conecta a la terminal de mayor o menor voltaje. El canal de un FET esta dopado para producir en FET tipo N o uno tipo P.

• Compuerta • Fuente • Drenaje • Cuerpo (en algunos casos el cuerpo se conecta a la fuente).

Tipos de FET • MOSFET. Transistor efecto de campo metal-óxido-semiconductor. • JFET. Transistor de efecto de campo de unión. • MESFET. Transistor de efecto de campo metal-semiconductor . • HEMT (High Electron Mobility Transistor). Transistor de alta movilidad de electrones. • MODFET (Modulation Doped Field Effect Transistor). • IGBT. Transistor bipolar de puerta aislada . • FREDFET. Retroceso rápido Epitaxal Diodo Transistor de Efecto de Campo.

El drenaje y la fuente pueden doparse de manera opuesta (aunque no necesariamente).

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Ventajas: • Los FET generan un nivel de ruido menor que los BJT. • Son más estables con la temperatura que los BJT. • Son más fáciles de fabricar que los BJT pues suelen requerir menos pasos de enmascaramiento y difusiones. • Es posible fabricar un mayor número de dispositivos en un circuito integrado.

TIRISTORES Dispositivo semiconductor de cuatro capas de estructura pnpn con tres uniones pn tiene tres terminales: ánodo cátodo y compuerta.

Desventajas: • Los FET exhiben una respuesta en frecuencia pobre debido a la alta capacitancia de entrada. • Algunos tipos de FET presentan una linealidad muy pobre. • Los FET se pueden dañar al manejarlos debido a la electricidad estática.

CARACTERÍSTICAS
Es uno de los tipos más importantes de los dispositivos semiconductores de potencia.
Es un elemento unidireccional; una vez aplicada la señal de mando a la puerta, el dispositivo deja pasar una corriente que sólo puede tener un único sentido.
Se utilizan en forma extensa en los circuitos electrónicos de potencia.
Se operan como conmutadores biestables, pasando de un estado no conductor a un estado conductor.
Se puede suponer que los Tiristores son interruptores o conmutadores ideales.

Símbolo del tiristor y tres uniones pn. Los dos terminales principales son el de ánodo y el de cátodo, y la circulación entre ellos de corriente directa (electrones que van del cátodo al ánodo o corriente que va de ánodo a cátodo) está controlada por un electrodo de mando llamado "puerta“.

Activación del tiristor Un tiristor se activa incrementando la corriente del ánodo. Esto se puede llevar a cabo mediante una de las siguientes formas: •TERMICA: Si la temperatura de un tiristor es alta habrá un aumento en el número de pares electrón-hueco, lo que aumentará las corrientes de fuga. •LUZ: Si se permite que la luz llegue a las uniones de un tiristor, aumentaran los pares electrón-hueco pudiéndose activar el tiristor. La activación de tiristores por luz se logra permitiendo que esta llegue a los discos de silicio. •ALTO VOLTAJE: Si el voltaje directo ánodo a cátodo es mayor que el voltaje de ruptura directo VBO, fluirá una corriente de fuga suficiente para iniciar una activación regenerativa. Este tipo de activación puede resultar destructiva por lo que se debe evitar. •CORRIENTE DE COMPUERTA:S i un tiristor está polarizado en directa, la inyección de una corriente de compuerta al aplicar un voltaje positivo de compuerta entre la compuerta y las terminales del cátodo activará al tiristor.

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Tipos de tiristores: Los tiristores se fabrican casi exclusivamente por difusión. Para controlar el di/dt, el tiempo de activación y el tiempo de desactivación, los fabricantes utilizan varias estructuras de compuerta. 1. Tiristores de control de fase o de conmutación rápida (SCR): tiristor de tres terminales, conocido también como el rectificador controlado de silicio o SCR. Este dispositivo lo desarrolló la General Electric en 1958 y lo denominó SCR. Se utilizan ampliamente para cambiar o rectificar aplicaciones. 2. Tiristores de desactivación por compuerta (GTO):Un tiristor GTO es un SCR que puede apagarse por una pulsación suficientemente grande en su compuerta de entrada, aun si la corriente iD excede IH. Se han vuelto comunes en las unidades de control de motores, puesto que ellos eliminaron la necesidad de componentes externos para apagar los SCR en circuitos de cc. 3. Tiristores de triodo bidireccional (TRIAC). se comporta como dos SCR conectados en contraposición, con una compuerta de paso común; puede ir en cualquier dirección desde el momento en que el voltaje de ruptura se sobrepasa.

4. Tiristores de conducción inversa (RTC): es un intercambio entre características del dispositivo y requisitos del circuito; puede considerarse como un tiristor con un diodo antiparalelo incorporado. Se conoce también como tiristor asimétrico (ASCR). El voltaje de bloqueo directo varía de 400 a 2000v y la especificación de corriente llega hasta 500 A. El voltaje de bloqueo inverso es típicamente 30 a 40v. 5. Tiristores de inducción estática (SITH):es activado al aplicársele un voltaje positivo de compuerta y desactivado al aplicársele un voltaje negativo a su compuerta. Es un dispositivo de portadores minoritarios, tiene una baja resistencia en estado activo así como una baja caída de potencial, y se puede fabricar con especificaciones de voltaje y corriente más altas. 6. Rectificadores controlados por silicio activados por luz (LASCR): Se activa mediante radiación directa sobre el disco de silicio provocada con luz. Los pares electrón-hueco que se crean debido a la radiación producen la corriente de disparo bajo la influencia de un campo eléctrico. La estructura de compuerta se diseña a fin de proporcionar la suficiente sensibilidad para el disparo, a partir de fuentes luminosas prácticas

Aplicaciones. 7. Tiristores controlados por FET (FET-CTH): combina un MOSFET y un tiristor en paralelo. Tiene una alta velocidad de conmutación, un di/dt alto y un dv/dt alto. Se puede activar como los tiristores convencionales, pero no se puede desactivar mediante control de compuerta. 8. Tiristores controlados por MOS (MCT): combina las características de un tiristor regenerativo de cuatro capas y una estructura de compuerta MOS. Se puede operar como dispositivo controlado por compuerta, si su corriente es menor que la corriente controlable pico. Intentar desactivar el MCT a corrientes mayores que su corriente controlable pico de especificación, puede provocar la destrucción del dispositivo.

Rectificación de corriente • carga de baterías o soldadura o generación de potencia a distancia o procesos electroquímicos o regulación de fuentes de alimentación • Control de velocidad de motores o máquinas herramientas 37 o vehículos de tracción • Sustitución de dispositivos electromecánicos o relés o protectores de sobre carga o graduadores de iluminación o sistema de encendido de motores de explosión o control de temperatura con termopares

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• Control de potencia

o radar, o laser de impulsos o generadores de ultrasonidos • Circuitos lógicos o multivibradores de potencia o control de tiempo, contadores o fines de carrera, detección de niveles o circuitos de alarma o control de alumbrado de emergencia

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