Villegas Barrientos Jose Adrian Ensayo #6.pdf

UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO DIVISIÓN DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS PROGRAMA EDUCATIVO

INGENIERÍA QUÍMICA EXPERIENCIA EDUCATIVA

CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES DOCENTE

MEDINA RAMÍREZ ADRIAN TRABAJO

TAREA # N ESTUDIANTE

VILLEGAS BARRIENTOS JOSE ADRIAN

15 DE ABRIL DE 2018

Defectos sustitucionales:

Un defecto cristalino es cualquier perturbación en la periodicidad de la red de un sólido cristalino. En la realidad, cualquier cristal presenta defectos en este modelo ideal, empezando por el hecho de que no hay cristales infinitos. La forma como están colocados los átomos en un material real normalmente difiere de la posición ideal que se espera a partir de la estructura cristalina. Esas diferencias pueden explicarse planteando que el modelo de arreglo atómico puede poseer defectos. Defectos puntuales. Se dan a nivel de las posiciones de los átomos individuales. Los principales defectos puntuales son los siguientes: a. Vacancias. Un átomo falta de su sitio normal en la red cristalina – Origen: durante la solidificación a alta temperatura o como consecuencia de los daños provocados por la radiación (intencionados). b. Átomos sustitucionales. En teoría un material puro está formado exclusivamente por el mismo tipo de átomos. Los materiales reales no son 100% puros sino que poseen impurezas, las cuales se definen como átomos diferentes a los átomos del material original. Si el defecto substitucional es mayor que los átomos normales la red se comprime, si es menor la red se expande (tensión) – El número de defectos substitucionales no depende de la temperatura c. Átomos intersticiales. un átomo adicional se inserta en una posición habitualmente desocupada de la red cristalina – Los átomos intersticiales son mayores que los huecos intersticiales que ocupan y menores que los átomos reticulares que los rodean (distorsión de la red). Las impurezas atómicas de tipo sustitucional o intersticial son también defectos puntuales y se pueden presentar en cristales metálicos o covalentes. Por ejemplo, pequeñas cantidades de impurezas sustitucionales en silicio puro pueden afectar mucho su conductividad eléctrica para uso en dispositivos electrónicos. Las impurezas iónicas son también defectos puntuales en cristales iónicos. Defecto Frenkel: par de defectos (intersticial + vacante). En un cristal iónico, un ion salta su sitio normal a un sitio intersticial dejando una vacante . La asociación de una laguna y un intersticial se conoce con el nombre de defecto de Frenkel (Fig. 1). Las lagunas y los intersticiales son una consecuencia de la energía (de vibración) de la red, que aumenta con la temperatura. La concentración de lagunas o intersticiales puede expresarse, en una forma simple, a través de una ley del tipo de Arrhenius, en la forma:

Formula 1

Figura 1

donde Ea es la energía de activación de la formación de la laguna o el intersticial. El factor pre-exponencial para los semiconductores simples puede ser considerado como la densidad atómica del material. Es muy fácil calcular el insignificante número de este tipo de defectos a la temperatura ambiente. A estos defectos hay que añadir, y para los semiconductores binarios, ternarios …, los llamados defectos de antisitio o antiestructurales que corresponden a situaciones en las que un sitio de un átomo está ocupado por otro de naturaleza distinta (por ejemplo, en lugar de un átomo de Galio, hay uno de Arsénico). Defecto Schottky: par de defectos (vacante + vacante). En un cristal iónico, faltan simultáneamente un anión y un catión. El defecto Schottky es típico de los materiales cerámicos, pues es un defecto que aparece para mantener la electroneutralidad del material. Este defecto es ilustrado con un ejemplo de cloruro de sodio Entre las aplicaciones existe el dio que lleva el mismo nombre. El diodo Schottky: Es un dispositivo semiconductor que proporciona conmutaciones muy rápidas entre los estados de conducción directa e inversa y muy bajas tensiones umbral . La tensión de codo es la diferencia de potencial mínima necesaria para que el diodo actúe como conductor en lugar de circuito abierto; esto, dejando de lado la región Zener, que es cuando existe una diferencia de potencial lo suficientemente negativa para que a pesar de estar polarizado en inversa éste opere de forma similar a como lo haría regularmente. Propiedades. Estos diodos se caracterizan por su velocidad de conmutación, una baja caída de voltaje cuando están polarizados en directo (típicamente de 0.25 a 0.4 voltios).

El diodo Schottky tiene poca capacidad de conducciónde corriente en polarización directa. Esta característica no permite que sea utilizado como diodo rectificador.Hay procesos de rectificación (por ejemplo, fuentes de alimentación) en que la cantidad de corriente quetienen que conducir en sentido directo es bastantegrande y supera la capacidad del diodo Schottky.

El diodo Schottky no acepta grandes voltajes que lo polaricen inversamente (VCRR). Aplicaciones; El diodo Schottky encuentra gran cantidad de aplicaciones en circuitos de alta velocidad como en computadoras. En estas aplicaciones se necesitan grandes velocidades de conmutación y su poca caída de voltaje en directo causa poco gasto de energía, así como en la protección de las descargas de las celdas solares en instalaciones provistas de baterías de plomo-ácido, así como en mezcladores de frecuencias entre 10 MHz y 1000 GHz instalados en equipos de telecomunicaciones. Fuentes de alimentación de gran corriente. Debido a sus especificaciones técnicas, como lo es, que con un voltaje de conducción relativamente bajo tiene una corriente algo alta (1-400 A), además de su poca dependencia de la temperatura. Circuitos integrados en lógica TTL Permiten que los tiempos de conmutación entre los transistores sean mucho menores puesto que son más superficiales y de menor tamaño por lo que se da una mejora en la relación velocidad/potencia gracias a la utilización de este diodo

Figura 2 Protección de descarga de células solares con baterías de plomo ácido. Gracias a su baja tensión umbral se suele usar para evitar descargas repentinas por conexiones innecesarias o malas en células solares. Bibliografía. Dispositivos Semiconductores; Jasprit Singh; McGraw-Hill. Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales, 3thEdición; William F. Smith y Javad Hashemi; McGrawHill. Alonso, Finn- Fundamental University Physics V.3-Quantum and Statistical Physics; Addinson- Wesñey Sitio online, visitado el 15-04-2017, disponible en: http://unicrom.com/diodo-schottky/