Cristal De Silicio 1f4y1g

El diodo es una unión p n Cristal de Silicio: Se forma cuando varios átomos de silicio se unen y comparten por medio del enlace covalente sus electrones, donde las capas de valencia se juntan y cada átomo comparte un electrón con los átomos vecinos. Cristal de Silicio Puro:No contiene electrones libres y se comporta como un aislante. Enlace Covalente: Es cada electrón compartido por un átomo. Regla del octeto: Cuando los Átomos completan sus últimas capas de Valencia con 8 electrones la forma que adquiere, es una estructura muy estable. Saturación de Valencia: No hay electrones libres al haber co0mpletado la última capa de Valencia con 8 electrones en un átomo. Semiconductor Intrínseco: Es aquel que no da lugar a huecos y electrones libres, por lo que se comporta como un perfecto aislante. Semiconductor Extrínseco: Es aquel que incrementa su conductividad como semiconductor. Para que esto sea posible el cristal de silicio se debe agregar o mejor dicho dopar con impurezas. Dopaje:El dopaje se lograra suministrando un átomo pentavalente o trivalente dependiendo el tipo de semiconductor que necesitemos ya sea tipo “N” o tipo ”P” con lo que provocara que exista un electrón libre en el tipo “N” ,o bien se generen huecos en el tipo “P” . Ahora bien, dependiendo de la cantidad de dopaje un semiconductor será alta o bajamente resistente al flujo de electrones. Semiconductor Tipo ”N” Esun semiconductor extrínseco de silicio o germanio dopado con impurezas (ej: fosforo o arsénico) ósea, átomos pentavalentes.

La “N” significa negativa, también es porque el semiconductor en su estructura tiene muchos electrones libres los cuales son de carga negativa ya que corresponden a las impurezas pentavalentes adheridas y que serán donadas a la mínima excitación. Átomo Pentavalente: En su última Capa de Valencia contiene cinco electrones.

Semiconductor Tipo “P” En este semiconductor se aplicaran impurezas aceptadoras, ósea átomos trivalente (ej.: Boro, Aluminio, Galio), con esto se generara la existencia de huecos, este hueco aceptara cualquier electrón libre o alguno que pueda atraer, o bien sirve como paso de electrones cuando vienen como flujo de corriente. La “P” significa positivo y además es puesto que el hueco formado actúa como un ion de carga positivo, es importante además, saber que al polarizarlo se comporta como un conductor. Átomo Trivalente: En su última Capa de Valencia contiene tres electrones. Polarización: Entendemos como polarización cuando un semiconductor es conectado a dos placas, una positiva y la otra negativa, en sus extremos y hacemos pasar por dicho semiconductor una corriente eléctrica. Polarización de semiconductor tipo “N” Al ser polarizado el semiconductor tipo “N” los electrones libres o también conocidos como impurezas se sienten atraídos por la placa negativa puesto que como es de conocimiento los polos opuestos se atraen. Los pocos huecos que se encuentran en este cristal se van al lado de la placa negativa esto es logrado gracias al movimiento de los electrones que se encuentran al lado de este, dichos huecos luego son llenados por los electrones provenientes de a fuente.

Debido al comportamiento antes señalado sucede que nuestro semiconductor que estaba en estado de reposo y poseía una resistencia muy baja debido a sus impurezas donadoras ahora se comporta como un semiconductor extrínseco y es por esto que se comporta como un aislante no dejando fluir a los electrones provenientes de la fuente. Polarización de semiconductor tipo P Al polarizar un semiconductor tipo “N” los electrones provenientes de la fuente ingresan fácilmente a este puesto que se encuentra con una gran cantidad de huecos los que se comportan como cargas positivas y los electrones son atraídos por estos para así fluir hasta la placa positiva por la cual están siendo atraídos con mayor fuerza. Un semiconductor tipo “P” tiene impurezas con huecos mayoritarios las cuales son aceptadoras y al ejercer una corriente eléctrica sobre este cada hueco acepta un electrón proveniente de la fuente por lo cual se comporta como un conductor teniendo una resistencia muy pequeña. Unión ”P-N” Un fabricante puede crear un semiconductor con una mitad tipo “N” y la otra tipo “P”, a esta unión se le conoce como unión “P-N”. La línea donde son unidos estos cristales se le denomina línea de unión. En el lado “N” los electrones se mueven en todas direcciones puesto que no se encuentran unidos a ningún átomo ya que son electrones libres, incluso algunos de estos electrones puede pasar la línea de unión y cuando esto sucede pasan a ser parte del lado “P”, los electrones son atraídos por los huecos más cercanos a dicha línea y se convierten en electrones de valencia y de apoco estos pares van formando una zona donde se encuentran todos estos pares de carga creando la denominada “zona de deplexión”, paralelo a esta zona se forma lo denominado como “zona de agotamiento o empobrecimiento” refiriéndose a que la zona cercana a la unión se queda sin portadores de carga (electrones de lado ”N” y huecos de lado “P”) debido a que se combinaron.

La zona de deplexion se crea muy rápido y es muy delgada en comparación a la región “N” y “P”, una vez creada le cuesta más trabajo a los electrones provenientes de la región “N” pasar por esta zona, pero puede haber algún electrón que logre pasar a la región “P” aumentando así la zona de deplexion tomándole más trabajo aun pasar a los electrones. Cuando ya no es capaz de pasar ningún electrón se llega al equilibrio. Zona de agotamiento o empobrecimiento Cuando un átomo pentavalente del lado “N” pierde un electrón libre y este atraviesa línea de unión este queda cargado positivamente puesto que el número de protones en su núcleo es mayor a los electrones ubicados en sus capas de valencia, cuando el electrón libre que paso al lado “P” se combina con el hueco del átomo trivalente este queda cargado negativamente puesto que el número de protones en su núcleo es menor a los electrones ubicados en sus capas de valencia, es por esto que la zona de empobrecimiento del lado “N” quedas cargada positivamente mientras que en el lado “P” la zona de empobrecimiento queda cargada negativamente produciendo así una diferencia potencial. Como entre sus zonas de empobrecimiento se encuentra una zona de deplexion (barrera) que impide el flujo de los electrones a dicha diferencia de potencial se le denomina “potencial de barrera” y se expresa en volts. Por lo tanto cualquier electrón que desee cruzar la barrera deberá vencer el potencial de barrera. El potencial de barrera depende de: 1° La cantidad de dopaje del material tipo “N” y “P”, es decir si es dopado el lado “N” habrán más electrones libres, pero si es dopado el lado “P” habrán más huecos. 2° La temperatura a la que está expuesto el semiconductor. 3° El tipo de material con el cual está construido puede ser silicio (Si) o germanio (Ge). Unión P-N (diodo) polarizado en directa

El lado “N” que tiene mayor cantidad de portadores de carga negativos (electrones libres) se coloca una placa negativa. En el lado “P” que tiene mayor cantidad de portadores de carga positiva (huecos) se coloca una placa positiva. Para que estas placas tengan esta polaridad se coloca una fuente de tensión continua, conectando (positivo con positivo) y (negativo con negativo), como sabemos que habrá flujo de electrones se coloca una resistencia limitadora para que la corriente no sobre pase y no se dispare al infinito. El potencial de barrera tiene un voltaje igual a 0,7 (SI) o 0,3 (Ge) v. Dependiendo del material que este fabricado el diodo. Al aplicarle una corriente de menor voltaje de la que soporta el potencial de barrera, entraran electrones atraídos por la placa positiva del otro lado del semiconductor, pero no podrán atravesar la zona de depleción o de empobrecimiento debido a que el potencial de barrera es mayor al de la fuente de tensión en ese momento el diodo estaría trabajando como aislante. Pero al aplicarle una corriente mayor a 0,7 v. los electrones tendrán la suficiente fuerza para vencer la zona de depleción o de empobrecimiento. Al pasar un electrón al lado “P” encontrara un hueco que le permitirá seguir su camino, cada átomo trivalente del lado “P” atrapa un electrón y se lo transfiere a otro átomo con hueco libre y así sucesivamente para permitir el flujo de electrones. La corriente convencional siempre la esquematizamos de positivo a negativo por el exterior de la fuente. Se debe a cuando se descubrió la corriente eléctrica pensaban que esta se debió al flujo de cargas positivas y que estas se movían por el circuito del terminal positivo al negativo, en base a eso se formularon muchas cosas. A esta dirección se la llamo dirección convencional de la corriente. Pero al pasar de unos años, cuando se descubrió la naturaleza atómica, ahí se descubrió que en realidad lo que se mueve son los electrones y le denominaron el nombre de dirección del flujo de electrones. Siempre cuando haya un lado “P” y un lado “N” hablaremos de un diodo.

Polarización a la inversa Existirá el material tipo “N” y Material tipo “P”.

Lo que se hará será voltear

la fuente de energía: ósea se unirá el material P con terminal Negativo y el Material “N” con la terminal Positiva. Lo que Sucede es que los electrones del material tipo “N” son atraídos por la placa positiva y los electrones circularan por el exterior formando una pequeña corriente, estos entran al material tipo P y se van combinando con los huecos, intentando nuevamente llegar a la placa positiva pero le será difícil, ya que, se opone la barrera de potencial, aquí ocurren tres cosas: -El movimiento de los electrones produce una pequeña corriente de transición, la cual es casi imperceptible. - los iones del lado positivo y negativo aumentan, provocando que la zona de empobrecimiento sea mayor. -La barrera de potencial aumenta. Como se han movido los electrones al lado “P” y se encuentran huecos, estos se circulan por ellos, pero como el potencial de barrera es muy alto no son capaces de pasar al lado positivo entonces estos electrones se depositan en los huecos y forman enlaces covalentes con los átomos, haciendo más negativa la zona de empobrecimiento del lado “P”, ya que el átomo queda con 4 electrones y 3 protones (ion Negativo), así como en el lado N el átomo queda con 4 electrones y 5 protones(ion positivo), provocando que la zona de empobrecimiento tenga una mayor fuerza de potencial, la cual es igual que la de la fuente de polarización, en ese punto la barrera no crece más y es aquí donde se provoca el efecto de avalancha por efecto de la fuerza cinética de la corriente.

Informe electrónica

Nombre: Miguel Campos Miguel Bravo Jorge Toloza Sección: 822 mase