Marco Antonio Artiga Montelegre Semiconductores · 2018-04-17 · subatómicas, la cual se...

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Marco Antonio Artiga Montelegre Semiconductores

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Marco Antonio Artiga Montelegre

Semiconductores

El átomo está compuesto de núcleo

(protones y neutrones) y electrones.

Entre los electrones y protones se ejercen

fuerzas de atracción.

Las fuerzas se deben a una propiedad

denominada «carga eléctrica».

Las «cargas» del electrón y del protón

tienen el mismo valor, pero de signo

opuesto:

Electrón: carga negativa (-)

Protón: carga positiva (+)

En la región del espacio donde se

manifiestan las fuerzas sobre las

cargas eléctricas, decimos que hayun CAMPO ELÉCTRICO E.

Es la región o zona del espacio

donde se manifiestan acciones de

tipo eléctrico (cargas eléctricas).

Cada carga eléctrica con su

presencia modifica las propiedades

del espacio que la rodea.

La intensidad del campo eléctrico

en un punto es la fuerza que actúa

sobre una unidad de carga positiva

situada en ese punto.

La intensidad del campo es una

magnitud vectorial.

El campo eléctrico es un campo

vectorial.

La corriente eléctrica es debida al arrastre de

electrones en presencia de un campo E.

El flujo de corriente depende de:

La Intensidad del campo eléctrico

Cantidad (concentración) de electrones libres en el material

Movilidad de los electrones en ese material.

Michael Faraday, visualizo el campo

eléctrico como “haces de energía”,

representados como innumerables

líneas rectas que salen radialmente en

todas las direcciones desde el centro de

la carga.

Las llamo “Líneas de Fuerza

Eléctrica”.

Esas líneas tienen fuerza natural que

actúan en un sentido determinado, pues

son salientes en el protón y entrantes

en el electrón.

Del estudio del Campo eléctrico se

derivan:

Las leyes de atracción y repulsión

de cargas (Ley de Cargas)

Llamada también:

a) Zona de Deplexión,

b) Barrera Interna de Potencial,

c) Zona de Carga Espacial,

d) Zona de Agotamiento o Empobrecimiento,

e) Zona de Vaciado, etc.

Zona de la unión de los semiconductores tipo p y tipo n.

Debido a difusión, los electrones libres y los huecos se

recombinan en la unión.

Así se crean los pares de iones con cargas opuestas a ambos

lados de la unión.

Esta zona carece de electrones libres y huecos.

Z. V.

Las parejas de iones positivo y negativo se llaman dipolos.

Al aumentar los dipolos la región cerca de la unión se vacía de

portadores y se crea la llamada "Zona de deplexión".

Zona P: Semiconductora, con una Zona de Carga negativa ( - )

Zona N: Semiconductora, con una Zona de Carga positiva ( + )

Zona de agotamiento: No es conductora, puesto que no posee

portadores de carga libres.

Ley de Cargas

La carga eléctrica es un propiedad características de algunas partículas

subatómicas, la cual se manifiesta mediante atracciones y repulsiones.

Carga eléctrica: Interacciones entre cargas de igual y distinta naturaleza.

“Cargas de igual tipo se repelen o rechazan”, :

Un Protón (+) repele a otro Protón (+).

Un Electrón (-) repele a otro Electrón (-)

“Cargas Opuestas se Atraen”, :

Un Protón (+) atrae a un Electrón (-)

Un Semiconductor Tipo N

tiene más electrones libres que

huecos

Un Semiconductor Tipo P tiene

más huecos que electrones.

Las cargas en exceso se denominan portadores mayoritarios y las

cargas en deficiencia portadores minoritarios.

A la temperatura de 0 K los portadores de carga, electrones libres

en la zona n y huecos en la zona p, están ligados a sus

respectivos átomos.

A temperatura ambiente los dos tipos de portadores están libres

para la conducción eléctrica.

En cada zona la carga total es neutra: por cada electrón hay un

ion positivo, y por cada hueco hay un ion negativo.

La corriente por un conductor es un flujo de cargas eléctricas.

Si un capacitor es conectado a una fuente de corriente continua, recibe carga eléctrica.

El valor de la carga almacenada se obtiene multiplicando la corriente entregada por la

fuente por el tiempo durante el cual la fuente estuvo conectada

Entonces: Q = I x t (carga = corriente x tiempo)

Donde:

Q: está en coulombios

I: está en amperios

t: está es segundos

La carga almacenada es directamente proporcional al voltaje aplicado entre sus

terminales.

Entonces: Q = C x V (carga = capacidad x voltaje)

Donde:

Q: está en coulombios

C: está en faradios

V: está en voltios

Igualando la última ecuación con la primera se tiene que: Q = I x t = C x V

Despejando: V = I x t / C.

Si se mantiene el valor de la corriente "I" constante y como el valor de "C" también es

constante, el voltaje "V" es proporcional al tiempo