La unión P-N
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La unión P-N La unión P-N en equilibrio - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + Semiconductor tipo P Semiconductor tipo N http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../ Diodos_parte1.pps
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Transcript of La unión P-N
La unión P-NLa unión P-N en equilibrio
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- +
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+ + +
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+
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Semiconductor tipo P Semiconductor tipo N
http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps
La unión P-NLa unión P-N en equilibrio
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+
+
+
Semiconductor tipo P Semiconductor tipo N
-
-
-
- +
+
+ +
+
+-
Zona de transición
Al unir un semiconductor tipo P con uno de tipo N aparece una zona de carga espacial denominada ‘zona de transición’. Que actúa como una barrera para el paso de los portadores mayoritarios de cada zona.
La unión P-N
Polarización de la unión P-N:
Polarizar un dispositivo o componente electrónico es aplicar un campo eléctrico o una diferencia de potencial entre sus terminales.
Generalmente la diferencia de potencial aplicada es corriente directa (DC).
La unión P-N polarizada inversamente
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
++
+
+
+
-
-
-
- +
+
+ +
+
-
-
-
-
+
+
+
+
+
La zona de transición se hace más grande. Con polarización inversa no hay circulación de corriente.
P N
La unión P-N
-
La unión P-N polarizada en directa
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
++
+
+
+
-
-
-
- +
+
+ +-
-
-
-
+
+
+
+
+
La zona de transición se hace más pequeña. La corriente comienza a circular a partir de un cierto umbral de tensión directa.
P N
+
La unión P-N
-
La unión P-N polarizada en directa
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
++
+
+
+
-
-
-
- +
+
+ +-
-
-
-
+
+
+
+
+
La recombinación electrón-hueco hace que la concentración de electrones en la zona P disminuya al alejarse de la unión.
P N
+
Concentración de huecos Concentración de electrones
La unión P-N
Conclusiones:
Aplicando tensión inversa no hay conducción de corriente.
Al aplicar tensión directa en la unión es posible la circulación de corriente eléctrica.
P N
DIODO SEMICONDUCTOR
La unión P-N
Son un grupo importante de diodos semiconductores, se conocen también como diodos de propósito general. Su funcionamiento se explica por medio de una curva V-I
Diodos rectificadores
+
-
V
I I
V
Abierto(R = ∞)
+
-V
I I
VBatería
+
-
I I
VResistencia(R)
V
I+
-V
VFuenteCorriente
I
+
-
V
I I
V
Corto(R = 0)
Curva V-I característica de los diodos
Diodos rectificadores
http://www.ifent.org/lecciones/diodo/curva1.jpg
IS = Corriente Saturación InversaK = Cte. Boltzman (1.38x10-23J/K)VD = Voltaje diodoq = carga del electrónT = temperatura (ºK)ID = Corriente diodo
1TK
qV
SD
D
eII
iD [mA]
VD [Volt.]
Curva V-I característica para el Silicio y el Germanio
Diodos rectificadores
V [Volt.]
0
1
0.25-0.25
i [mA]
0.5
Ge Si
-0.8
-0.5 0
i [A]
V [Volt.]
-10
-0.5 0
i [pA]
V [Volt.]
GeSi
http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte2.pps
Ge: mejor en conducciónSi: mejor en bloqueo
Aproximaciones del diodo
Diodos rectificadores
http://www.profesormolina.com.ar/tutoriales/diodo/img00004.gif
Diodo ideal
I
V
Ideal
I
V
Aproximaciones del diodo
Diodos rectificadores
Potencial de barrera
Sólo Voltaje de codoGe = 0.3Si = 0.6
Aproximaciones del diodo
Diodos rectificadores
Modelo completo
I
V
voltaje de codo yResistencia directa
Aproximaciones del diodo
Diodos rectificadores
Modelo completo Vs curva real
I
V
voltaje de codo yResistencia directa
I
V
Curva real(simuladores, análisis gráfico)
Restricciones de los diodos
Diodos rectificadores
I
V
Corriente máxima
Límite térmico, sección del conductor
Voltaje inverso máximo
Ruptura de la Unión por avalancha
600 V/6000 A200 V /60 A 1000 V /1 A
Parámetros encontrados en hojas de fabricante
Diodos rectificadores
VR = 1000V Voltaje inverso máximoIOMAX (AV)= 1A Corriente directa máximaVF = 1V Caída de voltaje directaIR = 50 nA Corriente inversa
VR = 100V Voltaje inverso máximoIOMAX (AV)= 150mA Corriente directa máximaVF = 1V Caída de voltaje directaIR = 25 nA Corriente inversa
Vd
id
iS
VR
IOmax
Parámetros encontrados en hojas de fabricante
Diodos rectificadores
Tiempo de recuperación inversa
+U E R
iSU E
Baja frecuencia
iS
Alta frecuencia
iS
trr = tiempo de recuperación inversa
A alta frecuencia se aprecia un intervalo en el cual el diodo conduce corriente inversa.
Diodos rectificadores
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
++
+
+
+
-
-+
+
Para que el diodo deje de conducir es necesario extraer los portadores minoritarios de las proximidades de la unión. El diodo conduce en sentido inverso durante un cierto tiempo: recuperación inversa.
P N
+
Tiempo de recuperación inversa en la unión PN
+
-
-
-
- +
+
+ +-
-
+
+
+
Circuitos con diodos rectificadores
Rectificador de media onda
VE
VS
VE
R
VMAX
MAXV
+
-
ID
VD
VE
t
t
VS
t
Circuitos con diodos rectificadoresRectificador de media onda
VS
t
Vdc
VpVdc
dttsenVpVdc
dttsenVpT
VpromVdcT
0
0
)(*2
1
)(*1
Circuitos con diodos rectificadores
Rectificador de onda completa
http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/diodos/rectif/oc_2d/oc_2d/image001.gif
Circuitos con diodos rectificadoresRectificador de onda completa
2
0 2
0 2
2
)(*1
)(*1
VVdc
dttsenVVdc
dttsenVT
VpromVdcT
VL
t
VdcD1 D1D2 D2
Circuitos con diodos rectificadores
Rectificador de onda completa en puente
Circuitos con diodos rectificadoresRectificador de onda completa en puente
2
0 2
0 2
2
)(*1
)(*1
VVdc
dttsenVVdc
dttsenVT
VpromVdcT
VL
t
VdcD1, D3 D1,D3D2,D4 D2,D4
