Electrotecnia: Elementos no lineales

Electrónica. Semiconductores: intrínsecos y extrínsecos. Diodo. Transistor. Resistencias. Relés

  • Enviado por: Agustin Villalba
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 4 páginas
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Semiconductores Intrínsecos y Extrínsecos

Semiconductor: Es un material que tiene un coeficiente de resistividad de valor intermedio entre los materiales conductores y aislantes.

Semiconductor Intrínseco: Es un semiconductor sin impurezas. La resistencia de un semiconductor varía en razón inversa de la temperatura. Un aumento de temperatura hace aumentar la energía de los electrones, pudiendo alguno separarse del enlace para intervenir en la conducción eléctrica.

Semiconductor de Tipo N: Es un semiconductor (extrínseco) que contiene cierto tipo de impurezas.

Si a un semiconductor intrínseco se le añaden algunos átomos que tienen cinco electrones en su última capa, como el antimonio (Sb), esos átomos tendrán un electrón no enlazado, el cual puede moverse dentro del semiconductor aumentando su conductividad. Así se forma un semiconductor tipo N. Estos átomos de impureza se llaman donadores, porque dan al semiconductor extrínseco electrones no enlazados.

Semiconductor de Tipo P: Si los átomos añadidos como impureza al semiconductor intrínseco contienen tres electrones en su última capa, como el indio (In), estos átomos tendrán falta de un electrón para hacer un enlace; se dice entonces que aparece un hueco. Así se forma un semiconductor tipo P. Estos átomos de impurezas se llaman aceptadores, porque aceptan a través de los huecos el paso de electrones.

Diodo Semiconductor. Unión PN

Diodo Semiconductor: Es el elemento formado por la unión PN. Estos pueden ser de dos tipos:

  • Diodos de unión plana: Se forman por la unión directa de un semiconductor P con un semiconductor N. La unión plana origina una pequeña resistencia directa que permite una gran corriente directa. Se utilizan en baja frecuencia.

  • Diodos de punta de contacto: Se forman por una pequeña placa de semiconductor extrínseco sobre la que se apoya un hilo muy fino de bronce fosforoso o volframio. Este diodo permite el paso de corrientes de poca intensidad y se utiliza para altas frecuencias.

  • Unión PN: Es la unión de un semiconductor tipo P con un semiconductor tipo N. Debido a la temperatura, algunos electrones pasan del N al P (difusión) recombinándose con los huecos de este último y dejando huecos en el N. Una zona delgada del semiconductor N queda cargada positivamente y la zona cercana a la unión en el P queda cargada negativamente. Entre estas dos zonas aparece una tensión llamada tensión de difusión. La zona de separación de los dos semiconductores se llama capa barrera.

    El Transistor. Unión PNP y NPN

    Es el componente semiconductor formado por la unión alternada de tres semiconductores extrínsecos P y N, pudiéndose lograr las combinaciones NPN y PNP. El transistor tiene así dos uniones PN en sentidos opuestos.

    Electrotecnia: Elementos no lineales

    La zona semiconductora intermedia se llama base (P). Una zona semiconductora extrema (N) se llama emisor y la otra zona externa colector. La base es de muy poco espesor, tiene poca concentración de impurezas y presenta mayor superficie de contacto con el emisor que con el colector.

    Resistencias Dependientes

    Según su funcionamiento, las resistencias pueden ser: a). Fijas; b). Variables; c). Dependientes. A su vez las dependientes se dividen en:

  • Dependientes de la tensión (VDR) o Varistores. Estos son resistencias cuyo valor depende de la tensión aplicada. La resistencia del varistor disminuye cuando la tensión aumenta. Se fabrican con carburo de silicio y se suelen presentar en forma de disco. Sus características principales son:

    • Característica tensión-intensidad: Curva que relaciona la tensión aplicada al varistor y la intensidad de corriente que pasa por él.

    • Potencia Nominal: Máxima potencia de disipación en funcionamiento continuo.

  • Dependientes de la luz (LDR) o Fotorresistencias. Son resistencias cuyo valor varía según la iluminación que reciben. La resistencia disminuye cuando aumenta la iluminación. Se fabrican con sulfuro de cadmio y se presentan en forma cápsula transparente. Sus características principales son:

    • Resistencia en la oscuridad: Valor de la resistencia sin recibir iluminación.

    • Intensidad máxima admisible: Máxima intensidad de corriente que puede circular por ella sin deteriorarla.

    • Potencia máxima admisible: Máxima potencia que puede disipar sin deteriorarse.

  • Dependientes de la temperatura (PTC o NTC) o Termistores. Son resistencias cuyo valor depende de la temperatura. Pueden ser:

  • Resistencias PTC (coeficiente positivo de temperatura). Su resistencia, dentro de un intervalo determinado de temperaturas, aumenta al aumentar la temperatura.

  • Resistencias NTC (coeficiente negativo de temperatura). Su resistencia disminuye rápidamente al aumentar la temperatura.

  • Se fabrican con óxidos metálicos semiconductores y se presentan en forma de resistencia cilíndrica, de disco o con envoltura metálica. Sus características principales son:

    • Resistencia nominal: Resistencia a la temperatura de 25°C sin disipación apreciable de potencia.

    • Temperatura máxima de funcionamiento: Máxima temperatura a la que conserva la estabilidad de sus características en funcionamiento continuo.

    • Potencia máxima: Potencia que disipa cuando se eleva la temperatura del termistor desde 25°C hasta su temperatura máxima de funcionamiento.

    RELÉS

    Es un componente de conmutación que permite el control de la salida en función de la señal que se aplique en su entrada.

    Existen dos tipos de relés:

    • Los electromagnéticos. Funcionan al aplicar una señal eléctrica a una bobina. Estos elementos tienen un electroimán y una pieza móvil que puede accionar varios contactos.

    • Los electrónicos, también llamados relés de estado sólido. No tienen partes móviles.

    Aplicaciones

    Los relés tienen gran aplicación en la electrónica de control, ya que las corrientes que controlan por sus salidas son altas en comparación con otros componentes.

    Un relé puede encenderse o apagarse de muchas maneras: a través de células fotoeléctricas, termistores, etc. Además, puede actuar como interruptor o también como conmutador de un circuito.

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