TEMA 1.

MATERIAS TECNO-CIENTIFICAS

LOS SEMICONDUCTORES

1.

* Átomo: unidad más pequeña de un elemento químico.

- partes del átomo. Núcleo: compuesto de neutrones, partículas sin carga y protones, partículas con carga positiva.

- órbitas o niveles electrónicos: donde se sitúan los electrones, con carga negativa.

* El descubrimiento de la distribución del átomo gracias a Rutherfor.

2. Núcleos de energía.

A. Admite como mucho 8 electrones en el último nivel.

B. Cada nivel solo admite un nº de electrones, una vez ocupados pasaría al siguiente nivel.

C. Energía cinética o de movimiento:

- Mayor lejos del núcleo.

- Menor cerca del núcleo.

D. Paso de un nivel a otro:

- De mayor a menor se desprende energía y se denomina fotón o cuanto.

- De menor a mayor se absorbe energía y se denomina fotón o cuanto.

3. Unión de átomos:

A. Bandas de energía: agrupación de niveles de energías similares en valor.

B. Tipos de Bandas básicas:

- Valencia. Engloba a los electrones del último nivel energético.

- Conducción. Engloba a los electrones que tras la unión quedan libres. (los que superan los 8 electrones en la última capa)

- Prohibida. No engloba electrones, se encarga de separar la BV y la BC.

_Nula. Material conductor.

_Elevada. Material aislante.

_ Baja. Semiconductor.

C. El paso de banda elevada de valencia a conducción genera un vacío en la Banda de Valencia llamado “hueco”.

- Hueco se comporta como protón.

- Electrón y hueco se llaman portadores de carga.

- Corriente de electrones opuesta a los huecos.

4. Materiales:

A. Conductor o metal: facilidad en el paso de BV a BC.

B. Semiconductor: facilidad media en pasar de BV a BC.

C. Aislante: imposibilidad de pasar de BV a BC.

5/ Tipos de semiconductores:

* Por electrones o tipo “N”

• suma de electrones de la última capa supera los 8 electrones, se generan electrones libres que pasan a la BC.

• Concentración de electrones mayor a la de huecos.

• Las sustancias que dan electrones se llaman “donadoras”

* Por huecos o tipo “P”

- Suma de electrones de la última capa no superior 8 electrones, se generan huecos en la B.V.

- Concentración de huecos mayor que de electrones.

- Las sustancias que dan huecos se llaman “aceptadoras”

LOS DIODOS

• se alimenta el lado “p” con el terminal + de una batería.

• Se reduce la barrera potencial. Se volverá a producir la difusión

• inversa de saturación o de fuga, asociada a la temperatura y despreciable.

TRANSISTORES

B----- C, inversa.

b. Corte: BVE (voltaje que aplicas entre la base y emisor) = 0

c. Saturación: E --- B = directa

B---- E= directa Cortocircuito

ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

B--- campo magnético --- B

- Polarizada horizontalmente: igual pero al revés.

- Polarizada circularmente: el campo eléctrico rota circularmente y el magnético linealmente.

E --- circularmente

.---- linealmente

A. Frecuencia: ∫ = 1/t ---- número de ciclos realizados en un segundo. Su unidad de medida es el herzio. Este parámetro determinará con que onda estamos trabajando. (luz visible, infarrojos…)

- Espectro electromagnético: rango de frecuencias con las que podemos transmitir y que determinarán el nombre de nuestra onda.

4. Propiedades ópticas.

A. Reflexión y refracción:

B. Atenuación: pérdida de la energía con el cuadrado de la distancia.

* A mayor distancia recorrida mayor pérdida de energía de la señal.

* Las leyes de SNELL también provocan el fenómeno de pérdida de energía.

C. Otros fenómenos.

* Difracción: la onda choca con un cuerpo con orificios, cada nuevo orificio pasa a convertirse en un generador de ondas.

* Amortiguación:

- Tiempo: a más tiempo más distancia más pérdida de energía. Efecto Fading= desvanecimiento, la señal desaparece , afecta más a las altas frecuencias.

- Choques: afecta principalmente a ondas con baja frecuencia (debido a que su energía es menor)

- Interferencias: las ondas se cruzan en su recorrido, debido a que presentan características similares.

a. constructiva: las ondas se suman.

b. destructiva: las ondas se restan.

5. Aplicaciones:

A. Radiotelegrafía: El código Morse (transmisión de impulsos electromagnéticos a través del aire)

B. Radiotelefonía: Transmisión de voz y sonido a través del aire.

C. Radiofotografía: transmisión de imágenes por ondas.

D. Radar: Detección de cuerpos a larga distancia mediante el envío de ondas. La banda reflejada es la que indica la presencia o no del cuerpo.

Nota: Efecto DOPPLER: fenómeno aplicable a las ondas y asociado a la variación de la longitud de onda emitida y/o recibida por un objeto en movimiento. Ej. Sonido de la ambulancia. La frecuencia de onda es mayor (cuando la fuente se acerca), y menor (sonido grave), cuando la fuente se aleja.

TRANSMISIÓN

• Naturaleza eléctrica y no eléctrica.

• Mayoría de los dispositivos trabajan con señales eléctricas. Si es señal no eléctrica se transmite por fibra óptica.

• Definición: convierte señal no eléctrica en eléctrica.

• Señal de salida llamada banda base. Es de baja frecuencia (baja energía) lo que implica que sea susceptible al ruido y a la atenuación.

• Definición. Bloque de dispositivos que adecuan la señal al medio de transmisión.

• Elementos que lo constituyen.

• Oscilador: genera una señal de alta frecuencia (alta potencia) sin información. La señal de salida se llama señal base o portadora.

• Modulador: añade a la portadora la información recibida del transductor de entrada y la adecua para mejorar su calidad. La señal de salida se llama señal modulada.

• Acceso múltiple. Permite el acceso de múltiples señales a un mismo medio de transmisión, cada una con una frecuencia distinta.

• ANTENA. Convierte la señal eléctrica en electromagnética.

• Elementos que intervienen en el receptor:

• ANTENA RECEPTORA. Convierte señal electromagnética en eléctrica.

• FILTRO. Extrae la frecuencia deseada del conjunto de frecuencias recibidas.

• DISPOSITIVO DEMODULADOR. Extrae la información contenida en la señal.

• TRANSDUCTOR DE SALIDA. Convierte señal eléctrica en otra no eléctrica.

• Amplificadores.

• Definición. Dispositivos encargados de aumentar la potencia de la señal para que llegue a su destino.

• Ubicación. A lo largo del medio de transmisión y/o en el emisor o en el receptor.

• Si se trata de señal digital suele llamarse REPETIDOR o REGENERADOR.

• Radio.

• MICROFONO. Sería el transductor de entrada.

• ANTENA RADIANTE. Estaba en el emisor.

• ALTAVOZ. Transductor de salida.

Nota: amplificadores en el emisor y receptor.

MODULACIONES

• Definición. Proceso por el cuál incorporamos información a la señal portadora (la que procede del oscilador).

• Formas de poder modular.

• Modulación en amplitud. AM. Varía la amplitud de la portadora en función del dato a transmitir. La señal resultante es simétrica.

• Si no se transmite la portadora se llama modulación doble banda lateral.

• Si solo se transmite la mitad superior de la señal se llama modulación banda lateral única.

• Si se transmite la mitad superior y parte de la inferior, caso de la televisión, se llama modulación banda vestigial.

• Modulación en frecuencia. FM.

- Varía la frecuencia de la portadora en función del dato a transmitir.

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