Post on 18-Nov-2015
description
Microsoft PowerPoint - Ud3 transparencias.ppt
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADNombre Escuela: ECBTINombre programa: Ingeniera Electrnica
Curso: Fisica de semiconductores
FISICA DE SEMICONDUCTORES RECONOCIMIENTO GENERAL Y DE ACTORES
ALEX DANIEL LOPEZ HERNANDEZ
299002_18
TUTOR
IVAN CAMILO NIETO SANCHEZ
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD)
ING.ELECTRONICA
TUNJA-BOYACA
2015
INTRODUCCION
El desarrollo de la la fisica y en especial de la fisica del plasma ha contribuido en el analisis de los materiales, que antes no teniamos idea de su posible utilidad, esto llevo a la comunidad cientifica y tecnologica ha observar con mayor detenimiento el comportamiento intrinseco y extrinseco de los elementos, con ello encontraron aplicaciones en la fisica de particulas, ya que descubrieron el por que el Ge, Si, Pl, su nube de electrones era altamente conductiva con otros elementos, en este breve trabajo analizaremos sus mayors contribucionesOBJETIVOS
-Entender la configuracion electronica de los semiconductores mas utilizados
-Comprender las distintas aplicaciones de los semiconductores
-Entender el modelo matematico que involucra al dispositivo semiconductor
C a r a c t e r s t i c a s*En su ltima capa de electrones de su estructura atmica poseen cuatro electrones llamados electrones de valencia. *Elemento semiconductor ms usado es el SilicioSus caractersticas:*La unin de un electrn libre y un hueco se llama "recombinacin"
* "tiempo de vida": el tiempo entre la creacin y desaparicin de un electrn libre"tiempo de vida".
Tipos de semiconductores
E x t r n s e c o
I n t r n s e c oConductividad Elctrica del Cristal
Se somete al semiconductor a un proceso de
Dopado, el cual consiste en agregar de una*son los cristalesLos conductores: en donde la banda de
forma controlada tomos o impurezas parasemiconductores purosvalencia y la bandade conduccin a se
superponen
cambiar sus caractersticas elctricas*La conductividad en ellos a
temperatura ambiente no sueleLosaislantes:endondela diferencia
Semiconductor Extrnseco Tipo Nser muy alta
existente entre las bandas de energa, en el
*son aquellos semiconductores
orden de 6 eV impide, en condiciones
que han sido cuidadosamente
Son los semiconductores intrnsecos que ennormales el salto de los electrones hacia la
el proceso de dopado se le han aadidorefinados para reducir lasbanda de conduccin.
tomos o impurezas pentavalentesimpurezas a un nivel muy bajo.
Semiconductores Extrnsecos Tipo P
D I O D O Z E N E R
Son los semiconductores intrnsecos que enEn polarizacin directa son iguales a las del diodo de unin
el proceso de dopado se le han aadido
o rectificador
tomos o impurezas trivalentes
Ejemplo de semiconductores
D I O D O
Est formado dela unin de un semiconductor tipo P con un
Tipo de diodoT R A N S I S T O R E SB J T
semiconductor tipo N al que se le han aadido 2 terminales
uno en la parte P llamado nodo y otro en la parte N llamado
ctodo.Transistor bipolar es el ms comn de los transistores, y
como los diodos, puede ser de germanio o silicio.
Polarizacin en Sentido Directo.
Z O N A A C T I V A
Permite el flujo de corriente de P a N y esto se logra
conectando el nodo a positivo y ctodo a negativo.El transistor solo amplifica esta zona y se comporta como
una fuente de corriente constante controlada por la
Polarizacin en Sentido Inversointensidad de base.
No hay circulacin de corriente significativa a travs de laZ O N AD E C O RT E
En esta zona el transistor es utilizado para aplicaciones de
unin pero en realidad existe una pequesima corriente
conmutacin (potencia, circuitos digitales, etc.) y lo
elctrica que es debida a los portadores minoritarios y fluye deTipo de diodo
podemos considerar como un corto circuito entre el colector
la zona N a la zona P la cual recibe el nombre de corriente
y el emisor.
inversa de saturacin.
ZONA DE SATURACIN
En esta zona el transistor es utilizado para aplicaciones de
Tipo de diodoconmutacin (potencia, circuitos digitales, etc).
D I O D O L E DEs un tipo especial de diodo, que trabaja emitiendo luzSemiconductores y teora de diodos
Conceptos bsicos sobre semiconductores Estructura interna de los dispositivos electrnicos
La mayora de los sistemas electrnicos se basan en dispositivos semiconductores Resistencia: R=L/S
Semiconductores: A muy bajas temperaturas aislante. A temperaturas normales = conductor pobre,
En electrnica slo importa el orbital exterior: orbital de valencia
Conceptos bsicos sobre semiconductores Mejores conductores (Ag, Cu, Au)
1 electrn de valencia
Mejores aislantes:
8 electrones de valencia
Mejores semiconductores:
4 electrones de Valencia -Los tomos de un cristal vibran a temperaturas mayores al 0 absoluto, a ms altas temperaturas aparecen electrones y huecos -Recombinacin: Electrn y hueco se unen
Conceptos bsicos sobre semiconductores
- Semiconductor intrnseco: Semiconductor puro
Dos tipos de flujo:
Flujo de electrones Flujo de huecos
Conceptos bsicos sobre semiconductores, Dopado o Dopaje: Aadir deliberadamente tomos de impurezas a un cristal intrnseco para modificar su conductividad elctrica- Un semiconductor dopado se llama semiconductor extrnseco, Hay dos tipos de semiconductores extrnsecos: Tipo n: se le aaden impurezas donadoras (electrones), p.ejem., P(5
e- valencia) al Si, Los electrones (portadores mayoritarios) superan a los huecos (portadores minoritarios), Todos los tomos de aceptador ionizados (-) Tipo p: se le aaden impurezas receptoras (huecos), p.ejm., B (3e-valencia) al Si, Los huecos (mayoritarios) superan a los electrones (minoritarios).Todos los tomos de donador ionizados (+)
Conductividad extrnseca: Estos semiconductores dopados presentan algo ms de conductividad
La unin pn. Polarizacin directa e inversa Por s mismo un semiconductor tipo n tiene la misma utilidad que una resistencia de carbn.
Pero ocurre algo distingo cuando se dopa un cristal mitad n y mitad p
Representacin:
Signo + con crculo: tomo pentavalente
Signo - electrn con el que contribuye
unin pn. Polarizacin directa e inversa
- Zona de deplexin y barrera de potencial
Flujo de electrones libres Polarizacin inversa
Ensanchamiento de la zona de deplexin
Corriente de portadores minoritarios. La produccin trmica de electrones libres y huecos en la zona de deplexin produce una corriente inversa de saturacin minoritaria
Corriente superficial de fugas. Producida por impurezas en la superficie del cristal e imperfecciones en su estructura interna
Ruptura
Si se aumenta la tensin inversa se producir la ruptura del diodo (aprox. 50 V)
Efecto avalancha. Los minoritarios chocan y hacen saltar electrones de valencia
Tipos bsicos de diodos semiconductores:
Diodos rectificadores
Rectificacin de CA/CC
Diodos de tratamiento de seal (RF)
Etapas moduladoras, demoduladoras, mezcla y limitacin de seales
Diodos de capacidad variable (varicap)
Sintonizacin de equipos de emisin/recepcin
Diodos Zener
Fuentes de alimentacin, reguladores, limitadores y recortadores de tensin
Fotodiodos
Sensores, comunicaciones, aislamiento de seal
Diodos luminiscentes (LED)
Sealizacin, comunicaciones infrarrojas
Diodos de potencia
Rectificacin y tratamiento de seales elctricas
Smbolo, curvas y modelos equivalentes
-Circuito bsico de diodo I= corriente por la unin
e= carga electrnica
K=Cte de Boltzmann
T= temperatura absoluta
n= 1 para Ge y 1.3 para Si
Otros tipos de diodos La rectificacin y estabilizacin de tenisn no es la nica aplicacin de los diodos
Otras aplicaciones:
Indicadores, sealizadores (diodos LED)
Aislamiento de seales de entrada (optoacopladores)
Comunicaciones por fibra ptica
Diodos optoelectrnicos
Diodos Schottky
Varicap
BIBLIOGRAFIA-www.ate.uniones.es Electrnica y automatismo Universidad de Oviedo
-Malvino Principios de electronica