Leccion 10: Diodos Semiconductores

 

LECCION 10  T E O R I A : L ECCION   Nº Nº 1 0

D i o do do s S e m i c o n d u c to r e s E s ta le lecci cción ón es de gr an im i mpor tanci tanci a, pues pues en ella lla apr ender nder emos el el pr i nci nci pi o de funcionam funcionami ento nto de di sposi ti vos vos y cir cui tos. to s. Los di sposi sp osi tivos que estudi ar emos son pr i nci nci palm palmente nte los que i nvol nvolucr ucr an mat mate er i al ale es semi semi cond conduct uctor or es. Las pr opi edadess elé dade eléct ctrr i cas de es tos tos mate mater i ales ales , e exx plor adas muy b bii en  por la ele electr ctr óni ca moder moder na, son la bas base e de la mayor mayor í a de los apar atos atos con que que pode podemos conta contarr . Los di odos, odos, los tr ansi stor es y los ci cirr cui tos tos i nte nteg r ados ados s on apena apenass alguno algu noss de lo loss eje ejem m plos de di s pos i ti vos que emplean emplean mater i ales s em emii conductorr es . Así , el to el per per f ecto cto cono conoci ci mi ento nto de las pr opi edades dades de estos mat mate er i ale ales es de vi tal tal i mpor tanc tancii a par a enc encar ar ar la ter ter cerr a par te de nuestr ce nuestr o cur cur so. C o o rd in ació n : H o racio D . V allejo

em o s clasificado cad o lo s m ateaterial alees, en relac aciió n con co n sus sus

co corrrient en te en co conn d icio n es n o rm ales, es, del m ism o m od o qu e no n o exis-

p ect ectrro casi con co n tin u o " d e llas as pprro p ied ades ad es el eléc écttricas ddee lo s m ateri ateria-

p ro p ied ad adees eléc écttricas, cas, en d o s gr gran andd e gru gru p o s: lo s q u e pu p u ed en co conn d u cir la co corrrien te eléc elécttrica, d en enoo m in ad adaa con d u cto res, y lo s q u e no n o p u ed eden en con d u cir la cor co rrien te el eléctr éctrica, d en o m in ado ad o s ai aisl slan tes. Si Sinn em b argo , esta cl clasificació cació n n o es abso ab sollu tam ent en te ri rigu gurro sa en el sen enttid o d e qu q u e no no ten enem em o s n i co conn d u cto res ni aislanan exiisten m ateri eriates pe p erfect ctoo s. N o ex les que qu e sean con d u cto res tan b u eno s al p un to d e que q ue n o p resen esentten n i m ín im a resi resisten cia al al p aso d e la la

ten m ateri ateriales qu q u e sean sean aislant an tes p er erffecto ecto s al p u n to d e no n o d ejar p asar cor co rrien entte cuan cua n d o se lo s so m ete a u n a cie cierta te ten sió n . E n ve verrd ad, ad , u n a clasificac caciió n m ás ri rigu ro sa no n o s llevar ev aríía a u n "es-

les: d e lo s bu buen enoo s con condd u cto res com o el o ro y llaa ppllata, h asta lo s m alo s con condd u cto res o aislant an tes bbuu eno en o s com co m o el vid rio y llaa m ica, tend en d ríam o s to d as las gr grad aduu acio n es ppoo sib les, com co m o m u estra llaa ffiigu ra 1.

H

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D I O D O S    S E M I C O N D U C T O R E S   La resistivid ad d el m at ateerial sería el el in d ica cattivo d e sus su s pr pro p ied ad es eléc écttrica cass qu qu e va varrían en tre valo res baj b ajo s com o fracció n d e o h m p o r cent cen tím etro (m etro ) h asasta bi b illo n es d e oh o h m s p o r cent cen tím etro s (m (m etro ). E s im p o rtant an te p ara ara no n o so tro s u n tip o d e m ateri aterial q u e se sitú e co conn sus p ro p ied edad ades es el eléctr éctricas ju stam en entte en e n la ban b andd a in in tererm edi ed ia ent en tre lo s con co n d u cto res y lo s aisl aislan tes. E sto s m at ateeriales so so n lo s sem ico conn d u cto res y serán ser án el cent cen tro d e n u estro s estu d io s a p art artir d e aho ah o ra.

el germ germ anio com o elem ent entos os m ás u sado sad o s in icialm alm en te en la el e lect ectró nica, nica, y ho h o y, con cada vez m ayor in ten sid ad , el sel selen io , el galio y el arsén sén ico . A l fin al d e la la le lecci cció n in clu im o s un a tab tablla co n las caraccaracterísticas cas físicas cas de d e algu n as sussu stanci an cias sem icon co n d u cto ras, p ara ara q u e el e l lecto ecto r, u n a vez ve z qquu e h aya p rofun ofun diza dizado do un p oco m ás sus con o cim ient en to s, p u eda ed a hacer com p araci aracio n es so so b re lo lo s valo res pprresent esen tado ad o s. P ara ara q u e p od am o s ent en tender en der m ejo r lo q u e ocu o currre con co n lo s m ater ateriiales sem icon d u cto res y su su s pro pro p iedad ed ades es eléctr éctricas, d ebem eb em o s estu d iar su su estru ctu ctu ra.

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Los Semiconductores Lo Loss sem sem icon d u cto res so so n sustan anci cias cuya cu ya co conn d u ctivid vid ad el eléc écttrica está en u n va vallo r in term ed ediio en enttre la de d e lo s b u en o s con d u cto res, com o lo lo s m et etal ales es (o (o ro , p lat ata, a, co cobb re, etc. c.)) y lo lo s aislan tes, co comm o vid rio , m ica, gom go m a, etc. etc.E n com co m p araci aracióó n con co n lo s m etal etales, las p ro p ied ades ad es el eléct éctricas de d e lo s sem icon d u cto res so so n b ien d iferent ren tes.

Es tr uct uctur ur a de llos os  Semii conductor es  Sem

m icon co n d u cto r p u ede ed e alterar erar eno en o rm em ent en te sus p ro p iedad ed ades es eléctr éctri-

La m ayo ayo ría d e lo lo s di dispo sp o sitivo s elect ectró n icos co s usa act actuu alalm ent en te el e l ger ge rm ani an io o el silicio . A sí, p artien d o d e esto esto s m ateri ateriales, ales, en n u estr estro s estu d io s p o d rem o s abar ab arcar car la m ayo ayo r p art arte d e lo lo s disp dispoo sitivos vo s con co n o cid o s y de d e ell ello s d ed u cir fácilm ent en te cóm có m o fu n cio n an

cas, y gr cas, g racias a eso eso es qu e p o d em o s crea crearr d ispo sp o sitivo s electr ctró n icos co s m u y in teresan eresanttes. Son So n d iver ve rsos sos lo s m ateri ateriales ales sem icon co n d u cto res usado s en electr ectró n ica. E sto s m ateri ateriales se pu p u eden ed en enco en conn trar en u n a reg regiió n especi espe cial d e la tab tab la de d e clasi asifficaci cacióó n p erió d ica, lo q u e no n o s revel ev elaa qu q u e sus sus áto áto m o s p resent esen tan estru ctu ras con car caract acterísticas cas bi b ien d efin id as, cocom o m u estra la fi figu ra 3. T enem en em o s ent en to n ces el silicio y

lo s dem de m ás. ás. T ant an to el silicio com co m o el germ anio p oseen oseen átom átom os con con 4 electro n es en su úl ú ltim a cap a, o sea, p o seen 4 elect electrro n es de valen valenci cia. E sto s si sign ifica qu q u e, fo rm and an d o u n a estru ctu ctu ra cristali alin a, ello s se u n en u n o s con o tro s a tr través de 4 ligad gad u ras o en laces, com co m o m u estra la la fi figu ra 4. 4. E sta fi figu ra es es uunn a rep rep resen tació n "esp espaci acial al" d e lo q u e ocu o currre, ya qu e tenem en em os una un a visión en 3

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A sí, m ien tras la la resisten cia cia d e alam b re de m etal con d u cto r auau m en entta con co n la tem tem p er erat atuu ra, la reresistenci en cia de d e un u n alam b re de d e m aterial sem icon co n d u cto r d ism in u ye con co n la tem tem p er erat atu ra, com o m u estra el gráfico d e la fi figu ra 2. 2. O tra car carac actterística im im p o rtan te d e lo s m ateri eriales sem icon co n d u cto res es su eno en o rm e var va riació n d e carac actterística cass el eléct ctrrica cass cu cu an d o están im p u ro s. La p resenci esen cia d e cier cier-tas im p u rezas en u n m at ater eriial se-

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D I O D O S    S E M I C O N D U C T O R E S   d im en ensi sio n es de las las liga gadd u ras de de lo s áto áto m o s. P ara ara fafacil cilitar nu n u estro s estu estu d io s p od em os per p erffectam ente ente rep resent esen tar u n tro zo d e m ateri erial sem icon co n d u cto r (germ ani an io o silicio ) en el p lano an o , com co m o m u estra la la fi figu gurra 5. A sí, co conn u n a fi figu ra coco m o ésta, el lecto ecto r p u ed edee fácil ácilm en te p ercib ir lo q u e o cu currre, y d ed eduu cir lo q u e 4 p asa en la real realiid ad en u n a estrru ct est ctuu ra trid im en sio n al al.. V ea en e n to n ces que qu e en la estru ctu ra in d icada cad a to d o s lo s át átoo m o s están ro d eado ead o s po p o r 8 el e lectr ectro n es qu e com p letan su capa de d e valenen -

con co n d u cti ctivid vid ad in trín seca, p u es es n atu atu ral d el p ro p io m ateri aterial. al. P ercib a en en to n ces el lecto ecto r p o r q u é lo lo s sem icon condu du ctores ores dis dism inu yen de resisten cia cu cuan andd o la tem p eratu ra

cia (r (recor eco rd am o s q u e la "t "tend en d enen cia" d e lo lo s áto m o s es com co m p letar etar su capa cap a de d e val v alenci en cia, lo q u e en en este caso caso se ob o b tien enee con co n 8 el e lectro n es). es). P ara ara esto , lo s áto áto m o s u san su s 4 electro n es y com p ararten con su s vecin o s 4 m ás. ás. E l eq u ilib rio se ob o b tien e y el m ateri aterial fo rm ado ad o es neu tro , o sea, n o p resen ta ex exce ceso sos, s, n i fal alttas, d e carga cargass d e un u n o u o tro sign o . E n la p rácti áctica, sin em b argo argo , las ligad u ras sol so lam en te so sonn fijas

se e leaum el va la agi ag ac iróom n pd eenloms ás áto átoli-m os ava: um:enta, ent a,istaci e rom gad ga d u ras y se lib era era m ayo r cant can tid ad d e el e lect ectro n es (f (figu ra 6) 6 ). M u y im im p o rtant an te par p araa la det d eter er-m in aci ació n d e las car caract acterísticas cas ddee u n m ateri aterial es la en e n erg ergía; n ecesaece saria p ara ara rom p er las ligad ga d u ras qu que u n en lo s electr ectro n es a lo s áto m os. E sta ener en ergí gíaa es den denoo m in ada ad a "en ergía de d e li ligad u ra" o “ de enl en lace ace” ”y está rep reprresent esen tada ad a p o r

ent en tre lo lo s áto m o s, así com co m o su s p o sicio n es, en tem p erat eratu ras m u y b ajas, p ró xim as al cer cero absol ab soluu to . P o r enci en cim a del d el cero cero abs ab so lu to lo s áto m o s ent en tran en vib ració n . La vi vibb ració n térm ica ti tien endd e enen to n ces a ro ro m p er las liga gadd u ras que qu e p ren d en lo s elec electtro n es a lo s áto áto m o s, y esto s se se lib eran. eran . Los Lo s elecelectro n es adq ad q u ieren eren ent en to n ces u n a m o vil vilid ad a tr través avés del d el m ateri aterial, al, sien endd o ésta la cau sa de d e su capaci cap acid ad d e co n d u cir la cor co rrient en te. Llam am os a est este fenóm fenóm eno

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"E g" o “ eV ”y vvarí aría am am p liam ent en te en lo s m ater ateriiales com com un es. es. A sí, u n m ateri erial com co m o el d iam ant an te ttiiene en e uunn a en ener ergí gíaa d e lliigad ga d u ra ddee 55,,5 eV  (elec electtro n es-vo lt) lo q u e sign ifica u n val valo r elevad ev adoo . E l d iam ant an te eess un aislant an te. E s di difícil cil ro m p er las ligadu ras y con eso eso o bten btener er electr ctro n es lib res qu q u e sirvan com o p ort ortador ado res de carga. E l ger ge rm ani an io , p o r o tro lado ad o , tiene en e uunn a en ergí ergíaa ddee li ligad ga d u ra de de so lam ent en te 0,7 0,7 eV m ient en tras q u e el silicio cio tien e 1,1 eV , lo q u e sign ifica qu q u e es e s m ás fácil ácil "arr arrancar" an car" elect electrro n es d e esto s m ateri ateriales ales p ara ara vo vo lver ve rlo s con con d u cto res. In clu so así, tale ales val va lo res son son alt alto s en en

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D I O D O S    S E M I C O N D U C T O R E S   rel elaci ació n a lo lo s m et etal ales con co n d u cto res en q u e p rácticam ent en te no n o exi ex iste un u n a en en er ergí gíaa de d e li liga gadd u ra, p u es lo s electr ectro n es pu eden ed en "m o vers verse lib rem en te" en su in terio r. P ero , lo in teresant san te d e la li lib eració n d e un u n electrón en un m aterial d e est e ste tip o es qu q u e n o crea crea-m os si sim p lem ente ente un p ort ortador ado r de ca carrga n eg egat atiiva va.. La salid a d el elec elec-tró n cr crea ea u n "ag aguu jer eroo " o "lagu ag u n a" q u e, en el fo n d o , es un p o rtado ad o r d e car ca rga po p o sitiva va.. R ep resen esen ta la aus au senci en cia de d e electr ectro n es que, qu e, com co m o vim o s, h ace pr p redo ed o m in ar la acció n p o sitiva d e lo lo s pr pro to n es en el n ú cleo ató m ico. co . A sí, siem p re qu q u e lib eram eram o s u n electró n en u n m ateri erial sem icon co n -

Lo que q ue o curr curre es qu e en cada cad a in stant an te ten em o s la lliib eració n d e elect electrro n es con con la fo rm ació n d e lagu n as, p ero ero tam tam b ién la reco recomm b in ació ació n d e el e lect ectro n es con co n el llenadoo de lagunas, nad agu nas, en un p roceso d in ám ico. co . E n to tal tenem en em o s ent en to n ces en cada inst instante ante un u n p ro m edio edio d e p ares lagu ag u n a-el a-elect ectrró n fo rm ado ad o s, q u e dep de p ende en de justam ent en te ddee la tem p eratu atu ra am b ient en te.

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I mpurezas purezas

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 ¿Qué  ¿Qué ocurr e con con la lass pr opi eda da-des eléctricas de un material sePo dem o s enton enton ces repr ep resen esenttar mi- conductor si se aumentan las

d u cto r, cream cream o s u n p ar d e po p o rtad o res d e carg carga: "elect electrró n -lagu ag u n a". a". E l elect electrró n es po p o rtado ad o r d e car ca rga n eg egat atiiva y la lag laguu n a es e s po p o rtado ad o ra d e ca carrga p o sitiva (figu ra 7). La cond con d u cció n d e un u n a corr corrienen te p o r u n o u o tro es fácilm ent en te ex expp licada: cad a: E n el caso d e lo s electr ectro n es, b asta ap licar un u n addp (d (diiferen cia cia d e p o tenci en cial) en lo s extr extrem o s de u n m ateri erial sem icon co n d u cto r p ara ara q u e lo lo s elect ctrro n es salten , d e át áto -

un a corr corrient en te en u n sem icondu con du cto r, tant an to p o r el m o vim vim ient en to d e lagu n as com co m o d e elect electro n es, o sea, p o rtado ad o res neg negat atiivo s o p o sitivos vo s de carg cargas. E ste con co n cep to es extrrem adam ent ext en te im p ort ortant antee p ara ara la com co m p ren sió n d e lo s d ispo spo sitivos vo s sem icon d u cto res. Lo s eellectr ctro n es lib res y las lalagun gu n as q u e están p resentes esentes en u n m ater ateriial sem icon co n d u cto r p u ro , en con d icio n es no rm ales, se d eno en o m in an p o rtado ad o res "i "in trín secos" seco s"..

La pr p resen esenci cia de d e det d eter ermm in ado ad o s áto áto m o s en la est estru ctu ctu ra cristali alin a d escri escrip ta en en el p u n to ant an terio r p uede ue de m od ificar d e m o do radical adical su com co m p o rtam ient en to eléctr éctrico y d ar ori origen ge n a m ater ateriiales pr p ro p io s p ara la fab fabrricaci cació n d e d ispo sp o sitivo s elec electtró n icos. co s. D o s so n lo s tip o s d e im p u rezas qu e ssee pu p u eden ede n agregar agregar a un m ater ateriial sem icon co n d u cto r: las im p u rezas cuyos cuyo s áto m os po seen 3

m o en átom o , en b usca usca de d e las lagun gu n as cor co rrespo esp o n d ient en tes y con co n es e sto d espl esp lazánd azán d o se en el sent sen tid o deseado. V ea ea,, m ien enttras tan antto , q u e cad ca d a vez ve z qu q u e u n elec electtró n "salta" en u n a di d irecció ecció n d eja det d etrrás de d e sí u n a lagu n a. E sto sign ifica q u e el e l m o vivim ient en to d e electro n es en u n sent en tido corr corres espp o nd e exactam ent en te al m ovim ovim ien entto de lagunas agu nas en el senen tid o o p u esto (figu ra 8) 8) en u n sem icon d u cto r.

Para cada Para cada u nidad nidad de volum volum en con co n sid erad eradaa de d e un u n m ateri erial sem icon co n d u cto r la can canttid ad d e elect electrro n es lib res ser será ig igu al a la la d e lagu ag u n as. E sto d a al m ateri aterial u n a car carga to tal n u la. E s im p o rtant an te ob o b servar ervar q u e a u n a cierta tem tem p eratu ra, sup erio r al cer cero absol ab soluu to , en q u e ocu o currre la lib eraci ació n d e lo s pares p ares el elect ectro n es-l es-lagu ag u n as, el p ro ceso n o es u n ilate aterial, al, esto es: ten em o s sol solam ent en te fo fo rm ació n d e par p ares es..

elec electtro n es en la úl ú ltim a cap cap a, y las las sustanci an cias cuyo cuyo s áto áto m o s tienen en en 5 elect electrro n es en su ú ltim a cap a. E l n ú m ero ero id eal d e 4 es "q u ebr eb rado ad o ", y se se pr p ro du ce ento ento nces un deseq u ilib rio cuya cu yass con secuen secu enci cias pap asam o s a estu d iar. ar. E n el p rim er caso (3 el e lect ectro n es) tenem en em o s el alu m in io (A l), el gali alio (G a) y el in d io (In ). En el segun do cas caso (do nd e h ay 5 el e lectr ectro n es) tenem en em o s el ararsen io (As) (A s),, el fó sfo ro (P ), y el an tim o n io (Sb) Sb ).

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impurezas? 

 

D I O D O S    S E M I C O N D U C T O R E S   m os una im pur pu reza eza cuyo cuyo átom o tenga en ga apen ap enas as 3 elect electrro n es en su capaa de cap d e val v alenci en cia. R ep resen esenttand an d o est esto d e un u n a for formm a pl p lana, com o m u estra la fi figur gu ra 10 10,, vem o s que qu e exi ex iste n u evam ent en te la ten tendd enci en cia d e co co m p artir las cargas cargas con con el fin d e o b ten er el o cteto eto (8 elect electrro nes).. C om o el átom o d e la im p unes) reza eza tien e sol solam en te 3 el e lectr ectro n es, falta uunn o p ara ara qu q u e con co n siga coco rrespo esp o n d er a to d as las ligadu ad u ras con lo s átom o s vecin os. Q ued a ent en to n ces u n a lagun agu n a dden enttro d el m ateri erial, q u e co corrrespo esp o n d e a u n p o rtado ad o r d e car carga po p o sitivo. vo . Los Lo s elect electrro n es qu q u e salten d e oottro s p u n to s de la est estru ctu ctu ra hac h aciia est esta lagu ag u n a pu p u eden ed en llenar en arlla, p ero ero en

I mpur ezas Donan Donante tess Si al fab rica carr u n cristal d e m aterial sem ico conn d u ct ctoo r (Si (Sillicio cio o G er ermm an aniio ), in tro d u cim o s en el p ro ceso ceso p eq equu eñ eñas as canti cantid ades ad es d e sustan sust anci cias con co n 5 elect electrro n es en en la ú ltim a capa cap a (cap (capaa de d e val va lenci en cia) estas su su stanci an cias pasar pasarán án a fo fo rm ar p arte d e su estr estru ct ctuu ra, p ero la m an aner eraa en en q u e ocu o currrirán las ligaga d u ras qued qu edar aráá m o d ificada. E n la fi figur gu ra 9 tenem en em o s rep reprresenttad sen adoo el át átoo m o d e la sustanci an cia d o tad adoo d e 5 el elect ectrro n es en su ú ltim a cap cap a. Este áto m o va a coneccon ectarse arse a lo lo s adya ad yacen cen tes de d e la sussu stanci an cia sem icon co n d u cto ra, p o rq u e p ro cur cu ra com p letar etar la capa cap a de d e va-

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len enci cia de d e m o d o d e ten tener er 8 elecelectro n es co m p art artid o s. E l resul esu ltado ad o es que qu e sob ra 1 el e lectr ectró n q u e se vu el elve ve lib re. V ea en e n to n ces que qu e este elecelectró n se p u ed edee vo lver u n p o rtado ad o r n egati egativo d e carga, carga, p er eroo con u n a d iferenci eren cia en e n rel elaci acióó n a lo lo s po p o rtado res fo rm ados ado s no rm alm ent en te, o sea lo s in trín seco s: su fo rm aci ació n añad adaa po p o r la apari aparino es acom p añ ció n d e una u na laguna. agu na. E l resul esu ltad adoo es qu e par p araa cada cad a

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átom o de d e im p ureza ureza agregado agregado en el sem icondu con du ctor tenem ene m os un un electrón d em ás com o p o rtador ado r de carga. H ay ent en to nces un excedenexcede nte d e car carggas neg n egat atiivas vas en este m at ateerial al.. D ecim os enton enton ces q ue en es e ste m at ater eriial sem ico conn d u cto r lo s po p o rtad o res m ay ayoo ritar ariio s de carga cargass so so n lo s elec ecttro n es. E s un un m at ateerial sem icon d u cto r d el tip o N (d e negan egativo ). La can can tid ad d e átom o s qu e

sen sib lem ent sensi en te red red u cid a con co n la lib eraci eració n d e m ás p o rtado ad o res d e cargga, lo q u e sign ifica q u e u n secar m icon d u cto r d el tip o N es m ejo r cond uctor qu e un u n sem icond uctor p u ro d el m ism o m ateri aterial (silicio o germm anio ger anio ).

n ecesi ecesitam o s u sar d e im p u reza en un sem icondu con du ctor para para obt o bten ener er u n m ateri erial tip o N n o es gran grandd e. Ten Te n em o s alreded ed edoo r d e 1 ppar artte p o r m illó n , p ero ero in clu so eeso so coco rrespon espo n d e a canti cantid ades ad es que qu e vav arían en tre 10 15 a 1017 átom os po r centtím etr cen etro cúb cú b ico d e m ateri erial sem icon d u cto r. N o es pprreciso eciso deci d ecirr q u e la la reresisten cia d e este m ateri aterial q u eda ed a

el to tal tend en d rem o s to d avía avía un u na cantidad m ayor d e lagunas agu nas que qu e d e electr ctro n es lib res. En est este caso caso tam b ién tene enemm os q u e, con co n la fo fo rm ació n d e la la lagu na no n o hay h ay form orm ación de u n elecelectró n lib re cor co rrespo esp o n d ien te. Los Lo s elec electtro n es lib res qu q u e ex e xisten son son p o rtado ad o res in trín secos seco s de de carg carga fo rm ado ad o s po p o r la lliib eraci eració n térm érm ica d el m ate aterial. al. E n to tal este este m ateri aterial es ppoo r lo tant an to u n con co n d u cto r cuyo cu yoss p o rtad o res m ayo ayo ritari ario s son lagu ag u n as. D ecim o s qu e se se tr trata de d e un u n sem icon co n d u cto r d el tip o P (d e p o sitivo).

Ve Velocidad locidad de lo loss P or tadores tadores

 S  Sii ap aplicam licamo os una tte ensión e en n un material semiconductor del ti po P y de dell ti po N, ¿¿e en q qué ué caso caso Tom em os ahora hora eell m ism o m a-  po terial sem icon co n d u cto r e in in tro d u zca- tendremos mayor velocidad para

I mpur ezas Ace Acepta ptador doras as

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D I O D O S    S E M I C O N D U C T O R E S   con est esto o curr curre un u n cam bio bio en su Esta pr p regun egu n ta es m u y im p ororcom co m p o rtam ient en to eléct eléctrrico. co . Los Lo s tant an te si d eseam esea m o s con co n stru ir d ispo spo p o rtado ad o res de d e carga carga adq ad q u ieren eren sitivo s ráp id o s. un a enor eno rm e m ovil ovilidad y desap desap aE n u n d isp spoo sitivo electr ctró n ico rece p ráct ácticam cam en te la resisten cia el m ateri aterial sem icon co n d u cto r del de l tieléc elécttrica. ca. E l m ateri aterial ad q u iere en p o P o d el tip o N d eb ebee per p ermm itir to n ces la p ro p iedad ed ad d e con co n d u cir la ci circu cullaci cióó n d e co co rrien te el e léctr ctrila cor co rrien te eléctr ctrica p ráct ácticam cam en ca. te sin resisten cia cia aallgu n a, se 11 U n cam p o eléctrico se ap a p lica vuel vu elve un u n sup super erco conn d u cto r. Las en entto n ces al m at ater eriial y p ro d u ce eratu ras en q u e ocu o currre es e ste la que qu e ob tenem ene m os en un u n m ateri erial tem p erat un m ovim ovim iento ento de car cargas, gas, com o en ó m eno en o varí varían d e un u n m ateri erial a P. E sto , com co m o ver ve rem o s, va a refl efle- fenó m u estra la la fi figu ra 11. 1 1. otro, p ero ero no rm alm ente ente son son m uy jarse arse de m o d o d irecto ecto en la vel velo - otr Las lagu ag u n as y lo lo s elect ectro n es se cid ad d e o p eraci b ajas. eració n d e tr transi an sisto d esplazan en entto n ces, ces, con p redo ed o res del de l tip o N PN y PN P N P. Lo q u e se in vestiga actu alm enen m in io de un o o d e ot o tro, según egú n el O b serve erve tam tam b ién q ue est estas te es la p ro d u cció n d e m ater ateriiales m aterial al.. m agnitudes ud es dependen dep enden eno rm eq u e m ani an ifiesten estas prop iedaed aE l p red edoo m in io det d eter ermm in a tam - m ent en te d e la la tem tem p erat eratu ra, lo s vad es en tem p erat eratu ra am b ient en te b ién la vel ve lo cid ad con co n q u e se lo res exp resado s p ara ara un una (p o r enci en cim a de 0°C 0°C ) p u es así así p o -

los portadores de carga? 

p u ed edee hacer h acer el tran anspo spo rte de d e carcargas. D e h ech ech o , lo s elect ectro n es lib res son m ucho m ás rápido ápido s qu e las lagu ag u n as, lo q u e sign ifica qu q ue u n sem icon d u cto r d el tip o N respon espo n d e m ás rapi ap id am ent en te a las las vari variacio ne ness de dell cam p o en la pr p ro du cció n d e la la cor co rrient en te qu q u e un u n sem ico conn d u cto r d el tip o P. A sí, p ar araa el germ germ an aniio tenem en em o s las sigu ien tes m o vil vilid ades ad es de d e lo s p o rtad adoo res de carga carga,, ex expp resadas esad as p o r la le letra gr g riega µ: µ:

Germanio: ele electro nes libres = 3.90 3.9000 cm cm 2/V /V..s

lagun agu n as = 1.900 1.900 cm 2/ 2/VV .s

Silicio: ele electro nes libres = 1.35 1.3500 cm cm 2/V /V..s

lagun agu n as = 480 4 80 cm 2/ 2/VV x.s Vea enton entonces ces qu e en un u n m aterial N tenem en em o s el d o b le de d e vel v elo cid ad d e po p o rtado ad o res de carga carga de de

tem p erat eratu ra de 300°K 3 00°K corr correspon espo n dien dienttes son apr ap ro xim adam ent en te a 27°C.

 Algunas  Alg unas Aclar aci ones  ¿  ¿Qué Qué ti ene que ver ver la ssup upe er conductividad con los semiconductores? ¿Es la misma cosa?  C o m o ya in in d icam o s, lo s lecto res pu p u ed en rem itirse a an an terio res art artícul cu lo s so sobb re la sup sup ercon ercon d u cti-

d ríam o s tener en er la ttrransm an sm isió n d e en ergía sin p érdi érdid as, la el elab o ració n d e electr ectro im anes an es su su p erp erp o ten tes y m u cho ch o s ot otro s di dispo spo sitivos vo s im p o rtant an tes par p araa la la tecn tecnoo lo gía d el fu tu ro . A lgun gu n as cerám cerám icas ya m ani an ifiestan p ro p iedad ed ades es su su p erco erconn d u cto ras a tem p eratu ras rel relat atiivam vam en te altas y recien ecienttem ent en te tu vim vim o s n o ticias de q u e accid accid ent en talm ent en te ya se hab h abrrían p ro d u cid o m ateri eriales su su p erco erconn d u cto res a la tem tem p e-

vid vid ad, ad , p ero ero tratar atarem em o s tam b ién ratu atu ra am b ien te, p ero su ap licaescala to to d aví avía est está un p oco aquí aqu í del de l tem a, ya que q ue se ció n en gran escala h abl ab la cad cadaa vez ve z m ás de las apl ap lica- u n p o co lejo s. A l fin al d e esta esta cio n es ddee lo s m ater ateriiales llam ado ad o s lecció n d am o s u n a tabl ab la co conn las sup erco erconn d u cto res. tem p eratu ras de d e transi an sició n a la la Los Lo s ssuu p erco erconn d u cto res, so n d i- su p ercon ercon d u ctivid ad d e algun gu n o s feren erenttes de de lo lo s sem icon co n d u cto res, m ateri ateriales y alea aleaci cio n es. com o expl exp licam os a con tinu ació n: "¿Qué tipo de silicio o germacuandd o u n a su cuan su stanci an cia con d u cto ra nio se usa en la fabricación de los es enf en friada ad a a un u n a tem p erat eratuu ra  semi conduct conducto or es?"  m u y baj b aja, alreded ed edoo r d el cero cero abab -  se E l silicio es uunn o d e lo s ele elesol solu to (-273°C 73 °C)), la agi ag itaci ació n d e m ent en to s m ás abu ab u d ant an tes en la la tielo s áto m o s prácticam ent en te cesa, ce sa, y

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D I O D O S    S E M I C O N D U C T O R E S   rra, p ero ap ap arece arece en la fo fo rm a de d e óxi ó xid o s. La arena aren a y el gran aniito son ejem p lo s de co comm p u esto s de silicio así com co m o lo s cri cristal alees de de ro ca ca.. Sin em b ar argo go,, el silici cioo u sado sad o en la fab abrrica caci ció n d e lo s sem icon d u cto res es el elem en to silici cioo en su fo rm a m etál etálica p ura, ura, de una u na enor eno rm e p u reza. eza. E sta nec n ecesi esi12 dad de d e una gran gran pu reza es lo q u e exi ex ige m áq áquu in as d elicadí cad ísim as qu e o p eran eran en atm ó sferas eras absolu absolu tam ent en te li lim p ias

ín tim a fo fo rm a lo q u e deno m inam os "junun tu ra". Po d em os tener en er la u n ió n d e m ateri eriales d iferen tes sim p lem ent en te "f "fabr ab ricand can d o " el sem icon co n d u cto r, de m odo que en un a part parte tengam en gam os las im p u rezas zas de del tip o P y en la oottra sea di d ifu n d id a la im im p u reza del d el tip o N . E n este ca caso so se di d ice q u e la ju n tu ra est e stá fo rm ada ad a ppoo r d ifu sió n . O tra po p o sib ilid ad, ad , m o strada ad a en la fi figu ra 12, 1 2, con co n siste eenn h ace acer

p ara ara su su p ro d u cció n . N o es po r lo tan to cu cual alqq u ier silici cioo n i cual cu alqq u ier germm anio ger anio qu e u sam o s para para fabr fabriicar d ispo spo sitivo s sem icon co n d u cto cto res, sin o silici cioo cristal aliin o d e en e n o rm e pu reza eza que ssee prod produce uce de m odo od o rigu ro so en labo ab o rato ato rio .

"crece crecerr" el cristal d e u n tip o (N p or ejem p lo ) sob re un p edazo ed azo de de m ateri erial P, en cuyo cu yo caso caso ten tenem em o s u n a ju n tu ra fo fo rm ada ad a "p "p o r creci creci-m ient en to ". Son So n d iver ve rsas las técn écn icas qu que n o s per pe rm iten o b tener en er ju n tu ras PN y op o p o rtu n am ent en te ser serán án es e stu d iad as. as. Lo q u e im p o rta par p araa la com p resió n d el fu n cio n am ient en to d e llaa ju n tu ra PPNN es que qu e se tenga en ga en en cuenn ta qu cue q u e exi e xissten d o s regio nes ne s en un m ate-

13  ¿  ¿Qué Qué ocurr e si se une de mo modo do í ntimo nti mo un mate mater i al de dell tipo N a un material del tipo P?  E s lo q u e verem verem o s a cont con tin u ació n , reco ecorrd and an d o q u e esta un u n ió n

Las juntur juntur as y lo loss D i odo odoss E n u n m ateri erial sem ico conn d u cto r d el tip o P lo s p o rtad adoo res m ayo ritario s de de cargas cargas son so n las lag aguu n as, en el sent sen tid o d e qu q u e exi ex isten m ás lagu n as d isp spoo n ib les p ar araa la con du cc cciión d e coco rrien tes qu q u e el e lec ecttro n es. E n u n m at ater eriial d e ti tip o N , com o est estud iam os, ex exiisten m ás electr ectro n es lib res qu q u e lag aguu n as par p araa la con co n d u cció n d e la coco rrien te.

rial, d e tip o s di d iferent ren tes, separ ep aradas adas po r un a zona com ún de cont con tact acto.

La junt juntur a PN  E n la ffiigu ra 13 13 tten eneem o s la rrep ep resent esen tació n p ara ara un u n a ju n tu ra PN PN . P ara ara ent en tend en d er lo q u e o cur cu rre eenn u n d ispo spo sitivo con co n esta eest stru ctu ra, im aginem ne m os qu e inini-

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D I O D O S    S E M I C O N D U C T O R E S   cialm ent en te tenem en em o s lo s m ateri eriales P y N sep araarad o s, com co m o m u estra la la fi figu gurra 14. En el m om ento en que qu e se se un en los los dos m aterial alees, en la regió n d e ju n tu ras com co m ienza en za a habe berr un a recom recom bi binaci nació n d e lo s elec electtro n es li lib res en en exceso ex ceso d el m ateri erial N , d o n d e es e stas cargas son p o rtado ad o ras m ayo ayo ritari arias, con co n las lagu n as en exceso e xceso d el m at ater eriial P, d o n d e estas car cargas son son las po p o rtad o ras m ay ayoo ritarias (figu ra 15). E l resul esu ltad adoo es qu q u e en en

en el m ater ateriial sem icon co n d u cto cto r, p ara eeqq u ilib rar el proceso. E n u n a estru ctu ra PN P N tenem os enton enton ces do s regio gio n es en q u e exi e xissten d efi efin id am ent en te po rtado ad o res de de carga carga m ayo ritario s P y N , q u e son lo s m ater ateriiales cor co rrespo esp o n d ien tes, y uunn a rreg egiió n in term ed ia, d e ju n tu ra, en q u e se m ani an ifiesta un u n fenóm eno de rec recom om binació n con la ffoo rm ació n d e u n a bbar arrrera era ddee ppoo tenci en cial. E n la co conn d ició n d e eeqq u lib rio —e —est sto es, sin acci acció n alguna gu na ex exttern ern a de cam -

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esta regi regió n d el m ateri aterial ten enem em o s un a redu redu cc cciión 16 d e la la con co n cent cen tració n d e lo s po p o rtad adoo res de d e carga carga,, lo q u e co corrrespo esp o n d e a la apar ap ariició n d e cargas car gas especi esp eciales a am b o s lado ad o s d e la la ju n tu ra. E sta ca carrga esp speeci cial al si sign ifica sim p lem ent en te qu q u e en el m ateri erial P exisste un exi u n a regi regióó n en q u e p redo ed o m in an cargas cargas N , y en el m ateri erial N exis existe un u n a regi regióó n en q u e pr p redo m inan cargas P. E sto corr corres espp o n d e a un u n a verd verd ad era "b "b arrera" p ara la ci cirrcu cullac aciió n d e la co corrrien te repr rep resen esen tad a po p o r el gráfi áfico d e la figu ra 16. Llam am o s a est esta b ar arrrer era, a, d e m o d o b ien apr ap ro p iado ad o , "b arrera d e p o ten ci cial al"", y la m ism a im p ide que q ue ocurrra el m ism o p ro ocu ceso d e di d ifu sió n y recom eco m b in aciió n d e 1 7 

las car carggas d el rest estan antte m ate aterial sem icon d u cto r. C o m o la la rrecom ecom b in ació n de d e las carggas de car de lo lo s m ateri ateriales P con co n las d el m ateri erial N cor corrresp esp o n d e a u n a cor co rrien te, en cuan cu antto la bbarr arrera era qu e se se for formm a im p ide qu e pr p rosiga el p ro ceso. ceso . D ecim ecim o s q u e la "al "altu ra" de de esta b arr arrera de d e p o ten cial, se deb e aju star de m od o d e im p ed ir la circul cu lació ació n d e cor co rrien te

p o s—, n o h ay circul cu lació n d e co corrrient en te al algu gu n a ppoo r el sistem a. EEso so sign ifica qu e nnoo tenem en em o s p asaj asaje ddee ppoo rtad o res de car carga ga ddee uunn m ateri erial h acia oottro , a ttrravé av és ddee la la bbarr arreera.

 ¿Qué  ¿Qué ocurr e, sin e em mbargo, ssii se aplii ca un apl una a te tensi nsión ón e exx te terr na a es esta ta estructura, de modo de forzar la ci cirr culac culacii ón de un una a co corr r i ente nte?? E s lo q u e verem verem o s a cont con tin u ación.

Polarización de la juntur juntur a PN  In icialm alm en te, vava m o s a po p o lari arizar la ju n tu ra PN P N al coco n ectar ectar u n gen ge n eraerad o r d e co co rrien te conttin u a, com o con m u estr estra la la fi figu ra 17. C o m o p od od em em o s p ercib cib ir, el p o lo

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D I O D O S    S E M I C O N D U C T O R E S   p o sitivo d el ge genn er erad adoo r es con co n ectad ectadoo al tro zo d el sem icon d u cto r d el tip o P m ient en tras que qu e el p o lo n egat eg ativo d el gege n erad eradoo r es con co n ectad ectadoo al ado adoor ddel eltsipemo iNcon co.n d ulct D el lado ad o p o sitivo d el m at ater eriial (sem ico conn d u cto r P ) ten endd rem o s 18 en to n ce cess la atr atrac acci ció n d e lo lo s po po rtad adoo res neg n egat atiivos vo s par paraa el lad o d e la b at aterí ería, m ien tras q u e las las lagu n as, q u e son so n lo s po p o rtado ad o res po p o sitivo s, serán serán em p u jad o s h acia acia la reg regiió n d e ju n tu ra. A h o ra, com co m o en este m ateri erial P la con cent cen tració n d e lagun agu n as es m ayo r q u e la la de d e elect ctrro n es, el flu jo d e lag laguu n as haci haciaa la ju n tu ra es es m ayo r q u e el el flu jo d e el electr ectro n es p ara ara el e l p o lo d e la b aterí atería. D el o tro lad adoo , ten enem em o s la atr atracció acció n h acia acia el el p o lo d e la la bab atería de d e las las lagu ag u n as m ien tras qu que lo s electr ectro n es lib res son em p u jad o s haci haciaa la la regi regió n d e la ju n tu ra. C o m o en el m ater eriial N la concencon centració n d e p o rtad adoo res neg n egat atiivos vo s es m ayo ay o r, el flu jo d e carg cargas haci h aciaa la reg regiió n d e la ju n tu ra es m ayo r

o cur cu rre la reco recomm b in ació n d e la m aner an eraa esesp erada erada y ning ningun un a corrien te p u ed e ci circul cu lar p o r el d ispo spo sitivo . M an ifiesta u n a resisten cia cia

cio n es, la ju n tu ra est está p o larizad zad a en el sent sen tid o d irecto cto y la la co co rrien te p u ed e circul cu lar po p o r el d ispo sp o sitivo. Si aho ah o ra in in ver ve rtim o s la p o larid ad d e la bat b ater eríía ext ex terna, com co m o  ¿q qué ocum u estra la la fi figu ra 18… 1 8… ¿

rre? 

Tend rem os nuevam ente Tendr ente la atr atracció acció n d e lo s p o rtado ad o res de de cargga po car p o sitivo s haci haciaa eell p o lo n egati ativo y de d e lo lo s po po rtado ad o res neg n egat atiivo s ha haci cia el el p o lo p o sitivo . E n el caso, p ara ara la la reg regiió n d e la ju n tu ra ir irán aho ah o ra lo lo s po p o rtado ad o res m in o ritari ario s, cuya cu ya con co n cen cen tació n es e s p equ eq u eña, eñ a, y no n o h ay po p o sib ilid ad d e ven v en cer la bar b arrrera ddee p o ten cial. E l resu esulltado ad o es qu que n o

q u e el e l flu jo d e cargas cargas po p o sitivas h ac aciia el el p o lo d e la la bat b aterí ería. E l resul esu ltad adoo es qu q u e ocu o currre en en la reg regiió n d e la la ju n tu ra un u n a con co n ce cenn trac aciió n d e car ca rgas suf suficien tem en entte gran grandd e par p araa vencer ven cer la barrera d e p o ten cial y d ar in icio a un p roceso de recom recom b in ació n. U n a cor co rrient en te in tens en sa pu p u ede ed e enen to n ce cess circu cullar po po r el d isp spoo sitivo , lo q u e pr p ro d u cirá un u n a caíd a de d e su resist resi sten ci ciaa. D ecim os que qu e en es esttas condi con di--

el eva evad D eci md oa.s, en est estas concon d icio n es, q u e el el d ispo spo sitivo está ppoo larizad zad o en el sent sen tid o in ver ve rso. V ea qu q u e, en el caso caso d e la p o lari arizació zació n d irect ecta, ten em o s u n estrecham ech am ient en to d e la reg regiió n en q u e se encu en cuen enttra la carga carga esp aci acial, al, o sea sea,, la ju n tu ra, m ien tras q u e en e n el caso d e la p o lari arizació n in ver ve rsa lo s p o rtado ad o res m ayo ayo ritario s ddee car cargas son so n ale alejado ad o s, esto p rovoca ov oca uunn ensancham e nsancham ient en to d e la b arr arrera ddee p o ten cial.

D i odos Sem Semi con conducto ductorr es Los Lo s ddoo s di d ispo sp o sitivo s elec electtró n icos, co s, fo rm ado ad o s p o r d o s tro zos zo s d e m ater ateriiales sem icon co n d u cto res d e tip o s d iferen erenttes y un u n id o s d e m o d o d e ten tener er u n a reg regiió n d e ju n tu ra en com ún , se denom den om inan d iod os sem icon d u cto res. es. Son diod diod os por po rqu e posee p oseenn d o s elem ent en to s d e conexi con exióó n , o sea,, son sea son d ispo sp o sitivo s de de ddoo s term in ales y so so n sem icon d u cto res en vist vista ddel el m ateri aterial u sado sad o en su con co n fecció n . A l lado ad o d e lo s d io d o s d e sem icondu con du ctores ores debe de bemm os recor recordar dar la ex e xisten cia d e lo s di d io d o s term ió n icos co s, o válvu válvullas dio dio d o q u e p resen esenttan com p o rtam ient en to eléctrico sem ejant an te, p ero estr estru ctu ctu ra com p letam ent en te di d iferen erentte y q u e

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D I O D O S    S E M I C O N D U C T O R E S   serán estu d iado serán ad o s en el fu tu ro . E n la fi figu ra 19 m o stram o s difer eren enttes tip o s de d io d o s qu e se u san en el elect ectrró n ica. To d o s esto s d io d o s so n fo fo rm ad o s po po r tro zo zoss de m at ater eriiales secon u ctouna es jdel dun eltura tipao com d el pm oico N n,dcon urna ur cPomy ún . tiLos diod os pu eden serr ddee silici se cioo , germ ani an io o seleni en io , segú n el m ateri aterial sem icondu con du ctor usado en su fab fabrricació cació n . La rep resent esen tació n u sual p ar araa el d io d o ap apar arece ece en la figu ra 20 20.. Vea ent en ton ces que pod em os us usar ar el diod diodoo com o una u na especi esp eciee d e válvu válvulla d e ret eten enci ció n , b asad o s en las pr p ro p ie-  2  21 1 d ad ades es de d e la ju n tu ra q u e estu d iam o s en el p u n to ant an terio r: cu cuan andd o lo p o lar ariizam o s en el senttid o d irecto sen ecto "abr ab re" y d eja p asar la co corrrien te co conn fac aciilid ad y p resent esen ta el e l m ín im o d e resistenci en cia (figu ra 21). Peroo cuando Per cuan do lo p o-

p reciso q u e se apl ap liq u e un u n a tenen sió n m ín im a. E sta ten tensi sió n se uusa sa p ara ara ven ve n cer la bar b arrrera era de d e po p o tenen cial y varí v aría seg segú n el m ateri aterial d el diod diod o. P ara ara lo s dio d o s de ger g ermm ani an io est a tten ddel el 0d,2V m ient en tensi rassiqó uneespar p ara a loorsddenio ddoes0, e , silicio cio esta ten sió n es d el o rd en d e 0,7V 0,7V.. E s im p o rtant an te ob o b serervar tam bién bién q ue en la con co n d u cció n d irecta, n o im p o rta cuál cu ál sea la can canttid ad d e la cor co rrien te q u e circul cu le p o r el d io d o , esta b arr arrera eest stará ará siem p re p resen te. A sí, te-

 2 0  20

nem os si siem pre pre una caíd a de d e ten tensi sió n en el d io d o y ést é sta es es d el o rd en d e 0,2 0,2 ó 0,7V 0,7V . E n u n circuit cuito com o sem icon d u cto r. el d e la fi figu ra 23 en q u e con co n ectaectaVem os enton enton ces qu e, p ara ara qu e m o s d iversos versos dio dio d o s en seri serie con co n un diod diodoo com ience a conduci cond ucir u n a lám p ara, ara, si u sam o s lo s tip o s cuan cu andd o está ppoo lari arizado zad o en el senen - d e silicio , ten d rem o s 0,7V d e caí caí-tid o d irect ecto , o sea sea,, q u e "ab ra", es da en cada cada uno. un o. Com o ver verem os en eell fu tu ro , lo s dio dio d o s

lari arizam o s en el sent sen tid o d irect ctoo se "ci cieerra" e im p id e la ci circu cullac aciió n d e la co corrrien te. E l com p o rtam ien entto el eléct éctrrico d e u n d io d o p ue uede de d ar arsse m ed ediiante ante u n a rep rep resent esen tació n gr gráf áfiica que qu e den de n o m in am o s "cu currva car carac actterística" ca". A sí, en la figu ra 22 ten tenem em o s la cu currva  22 2 car caract cteerística d el d io d o  2

p ueden ued en ser usa usado do s p ara ara pr p ro d u cir p equ eq u eñ as caíd as de d e tensi en sió n en lo s circui cu ito s y d e una m anera que no o cur cu rre ccoo n lo s resi resisto res: in d ep en d ien tem ente con con bbuena uena apr ap ro xim xim ació n d e la in ten sid ad d e la co co rrienen te. O tra caract caracteerística im p o rtant an te de d e lo s d io d o s

 22  2 2 10

 

D I O D O S    S E M I C O N D U C T O R E S   p u ed edee ob o b ser ervar varsse en la cu rva y es la qu q ue cor co rrespo n d e a la ru p tu ra in ver ve rsa. Llam am o s ten enssión d e ru ru p tu ra in ver ve rsa

sen tid o in ver sent ve rso. so. Pod em os ent entonces onces u sar lo s di dioo d o s coco m o fo to sens en so res. E l silicio , p o r ejem p lo , p uede ue de ser usado en

(qVuRe,R Map )liacada la atens en ón apl cad ensiel  23  2 3 d io d o en el sent sen tid o d e po p o lari arizarlo in ver ve rsam en te, p ro vo voca ca la ru ru p tu ra de d e la la bar b arrrea d e p o ten cial, al ap licarla m u d and an d o co comm p let etam am en te las ca carrac actterísticas cas d el d io d o : el d io d o , h asta en e n to n ce cess cerrad o a la cir circu cullac aciió n d e la la co corrrien te, ab re. E sta ten tensi sió n n o d eb ebee ser apl ap licada en di diod od os com un es es,, p ues la ru p tu ra de d e la la bar b arrrera era es acom p a-

co ó naces de flao tcon o dniost drouscci capaces cap d e m o d ificar su reresisten cia eenn el sen tid o in verso con co n rad iaci acio n es in frarro arro jas y visib les, lo q u e sign ifica la p o sib ilid ad d e ap ap licarlo s en alarm as, lectu ras ddee tarjetas etas perf p erfo rad as y cócó d igo s de de b arr arras, d etect etectoo res de d e in cendd io s y en m u cho s o tro s caso cen caso s.

 Algunas  Alg unas Aclar aci ones

 2 4  24 ñ ad adaa de d e la la des d esttru cció n d el com -  2  24 4

p o n ent en te. E sto sign ifica qu q u e no no de debem bem o s de m od o algu guno no uti utilizar lo s dio dio d o s en circui cu ito s qu qu e est e stén sujeto eto s a ten sio n es in ver ve rsas m ayo yorres qu qu e el el valo valo r q u e cau sa la ru p tu ra in in ve verrsa a ri riesgo d e "q u em ar" ar" el com p on ente. ente. Tenem Ten em os finalm ente ente qu e ob serva ser varr en esta lecció ecció n la p equ eq u eña eñ a cor co rrien te qu q u e pu p u ed e circul cu lar en lo s d io d o s cuan cu andd o so n p o lari arizad o s en el sent en tid o in vers verso y q u e

b les po r u n a peq p equu eña eñ a cor co rrient en te q u e cir circul cu la in in clu so cuan cu andd o el d io d o está p o lari arizado zad o en el sent sen tid o in ver ve rso. E sta ccoo rrien te es ded eno m inada nad a "de "de fuga" ug a" y aum enta enta con la tem p erat eratu ra de u n a fo rm a p erfect ectam ent en te p revi ev isib le. La fu ga de d e lo s d io d o s p u ede ed e h asta ser adm ad m itid a en algu n o s caso s, siem p re qu q u e nnoo sea gran grandd e, y en o tros pod p od em os hasta apr ap rovechar vech arlla com o b ase ase de d e pr p ro yecto s: d ep end en d e d e d o s facto res: lu z y d e hech h echoo , com co m o esta co corrrient en te cal calo r. dep de p ende en de d e m anera anera pr p revisib le de de D e hech h echoo , es esttan andd o la la tem p eraera- la tem tem p erat eratu ra, p o d em o s usar usar u n tu ra am b ien entte qu q u e corr corres espp o n d e a diod diod o com o sensor de tem p erat eratu273 gr g rad adoo s p o r en enci cim a del d el cero cero ra de gran gran p recisió n , com o m u esesabs ab so lu to , n o rein a en lo s áto m o s tra la figu ra 24. d el m ateri erial sem icon co n d u cto r u n a Si la ju n tu ra recib e ilu m in acom p leta paz. p az. Lo Loss m ism o s se agiagi- ció n d irecta, cta, lo s fo to n es de d e lu z tan y con co n stan anttem en entte son lib eraerap u eden ed en lib erar erar p o rtado ad o res de carcard o s p o rtado ad o res de carga carga tan tantto p o - ga, p erm itien d o así la circul cu lació ació n sitivo voss com co m o n eg egat atiivo voss en la red e peq p equu eñas eñ as corr corrient en tes po p o r la gió n d e la la ju n tu ra. E sto s po po rtado ad o - ju n tu ra; in clu so cuan cu andd o el d io d o res se m u even y so so n res respp on sase en e n cuen cu enttra p o lari arizado zad o en el

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"¿Qué es polarizar?"  R ealm ealm ent en te este térm érm in o ap a p arearece con co n frecu ecu en cia en la literatu ra elect electrró n ica, y m erece ser bien bien exp ex p licad cad o : p o larizar zar es ap licar car tens en sio n es det d eter ermm in adas ad as en lo s p un tos de u n circuito de m od o d e o b ten er las co corrrien tes qu q u e lleven ve n a lloo s efect efectoo s desead de seadoo s. P ara ara qu e un a lám p ara ara enciend a debedeb em os pol po lari arizarla de m o do convecon ven ient en te, o sea, d ebem eb em o s apl aplicar u n a tens en sió n p o sitiva en u n o d e sus sus term in ales ales y ccoo n ect ectar el o tro a ti tierr erra o a un u n p u n to d e ten tensi sió n negativa.

"¿Por qué los diodos semiconducto ductorr es so son n llamados tamb tambii én di diodo odoss de e estado stado só sólilido?" do?" Esta den om in ació n se ddeb ebee al h echo ech o q u e al lado ad o d e esto s d io d o s (q u e ti tienen en en p o r b ase m ateri eriales sem sem icon co n d u cto res qu quee son sóli sólid o s) exi ex isten las vál válvu las di d io d o en

 

D I O D O S    S E M I C O N D U C T O R E S   q u e la con co n d u cció n d e lo s p o rtad o res de carga carga se hace h ace en el vacío o b ien , en gases. E sto s dio dio d o s no son d ispo sitivo voss de estad o sóli sólid o , ev eviid en enttem en entte, y se lo s llam a di d io d o s al vací vacío o b ien

nente. Podem nente. Po dem os com com enzar enzar con el d io d o d e “ con co n tacto acto d e p u n to ”cuya cu ya estru ctu ra se m u estra en la fi figu ra 26 2 6. E n este d io d o exi ex iste u n tro zo d e m ateri erial sem icon co n d u cto r d el

d io d o s gaseosos, gaseo sos, según segú n el tip o .

o rNm qani u ede edel e cual seraldse e si otipger ge anuieo ,p en cu di dliifci uon d e, a p art artir d e u n con co n tacto acto fin o , u n a reg regiió n P q u e así fo rm a la ju n tu ra. E l con co n tact acto fin o es un un alam bre bre denom inado “bigote de gato”. E l con co n ju n to está eenn cerr cerrado ad o en un a envo en volltura ura qu q u e pu p u ede ed e ser ser de vid vid rio , en algu n o s casos caso s p in tado ad o con co n p in tu ra op o p aca p ara ara evi evittar la acció n d e la la lu lu z ext externa erna sob sobrre la ju n tu ra.

 ¿  ¿Có Cómo mo pode demo moss usa usarr las pr o p  pii edade dadess de las las jun junttur uras as semi conductoras?   2 5  25 La p o sib ilid ad d e co n d u cir la co corrrien entte en en u n sent sen tid o ú n ico y, en algu n o s casos, en respu esp u esta a las dem and an d as e in vers versio n es a un a velocidad m u y grand grande, e, h ace que qu e lo s di diod od os sem sem icondu con du cto res ten enga gann u n a in in fin id ad d e ap licaci cacio n es en el eleect ctrró n ica.

P ara id id en tificar car lo s term in ale ales (áno do y cátod o ) es com ún la col co lo cació n d e u n a raya raya (figu ra 27). Las Las cur cu rvas carac caractterísticas cas para p ara lo s dio dio d o s de silicio y ggerm erm ani an io apar ap arece ecenn en la fi figu ra 28. 28 . O bser bserve ve ccóm óm o el diodo od o de germm anio com ienza a condu ger con duci cir en el sent sen tid o d irecto ecto con co n u n a tensi en sió n m en o r q u e el e l silicio . P o r este m o tivo, vo , en apl ap licacio n es

E n con tram o s lo s d io d o s en radi ad io s, fu en tes de d e al a lim en tació ació n , circu circuiito s ló gico cos, s, televiso sorres, m icr croo com p u tad adoo ras y en to d o s lo s casos cas os en q ue sus pr p rop iedad es  26  2 6 p u edan ed an ser n ecesari ecesarias. E n tend en d er bi bien en cóm o se com p or ortta cada ti tip o d e diod diod o es m uy im im p ort ortante ante p ar araa su fu tu ra ap ap licació n en u n proyecto.

 2 7   27  D i odos de SSeeñal La deno denomm inación “diodo de  s  se eñal”, o b ien “ d io d o d e u so geg en eral al” ” , se da d a a lo s di dio d o s de d e p eq u eño eñ o p o rte d estin ado ad o s a trabaab ajar co conn co corrrien tes peq peq u eñ as (t (típ icam en entte hasta 100m A ) y tens en sio n es que qu e no n o su p er eran an lo s 100 vol vo lt. E n la fi figu ra 25 tenem en em o s algugu no s di diod od o s de uso gen g ener eral al o d e señal señ al.. Son So n d iver ve rsas las técn écn icas qu que n o s llevan a este ti tip o d e com co m p o -

 28  2 8 12

 

D I O D O S    S E M I C O N D U C T O R E S   q u e tr trab abaj ajan con señ eñal ales m u y d éb ébiiles, co comm o la det d etecci eccióó n d e señal señ ales de d e rad adiio , el d io d o d e germ an io es p ref eferi erib le al d e silicio . E n algun gu n o s caso caso s lo s d io d o s

E sto s cód igos go s n o rm alm ent en te sóloo traen in fo rm acio n es qu e sól n o s per pe rm iten saber saber si el d io d o es de d e silicio o germ ani an io y si es d e us u so gener gen eral al o n o. Par Paraa m ás in fo rm acio n es, q u e so so n n ecesa-

dcas e señal señ remsent sen tansuca car act teaci ríst q u ealpper erm iten orpac er eraci óinen al altta ve v elo cid ad ad.. Esto s di diod od os pu p u ed eden en ent en to nces pas p asar ar d e la la con co n d u cció n a la la n o co conn d u cció n , y vicev vicever ersa, sa, en tiem p o s cor co rtísim o s. T ales dio d o s, u sado ad o s en con co n m u tació n recib en el n o m b re, en estee caso est caso,, d e “di odos de con mutación mut ación r áp ápii da” o sim p lem ente “diodos de conmutación”.

écdneico d eberí e con co n sul sultar urinas, a heoljtaécn caracterí caract sticas. E stas ca carac ractterísticas ca s se ref refieren ent en to n ces a lo s p arám arám etr etro s m á 29  2 9 xim o s (cor co rrien tes, ten sio n es, etc. etc.) q u e el d io d o p u ede ed e sopo sop o rnú m eros eros de códi cód igo. go . tar, ar, adem ad em ás ddee las con co n d icio n es rereP ara ara lo lo s tip o s am ericano can o s, lo s com endadas end adas p ara ara su su u so. En el d io d o s com ienzan en zan con co n “ 1N ” . T ep un to sigui gu ient en te verem verem os cóm o nem ne m os enton enton ces tip o s com o lo s: rpretaar las carac caractterísticas ca s pa p ara 1N 34, 1N 60, 1N 4148, 1N 914, ET C . in terpret lo s dio d o s de u so gen ge n eral eral: En el códi cód igo eur eu rop eo d e sem sem icon d u cto res lo s d io d o s d e germ germ an io com co m ien zan zan con co n la letra “ A ”u

Se p u ed eden en u sar o tras técni écn icas en la con co n stru cció n d e di d io d o s de señal señ al. E n la fi figu ra 29 ten enem em o s un ejem p lo d e est esto . La ju n tu ra se o b tien enee p o r el cr creci ecimm ien entto d el m ater eriial P so b re un u n tro zo d e m aterial N . Segúnn la técn Segú técniica em p leada ead a en la con co n stru cció n , el d io d o p resen tará ará p ro p ied ades ad es esp e spec ecííficas. Los Lo s d io d o s d e señal señ al, así com co m o lo s dem de m ás, son id en enttificado cad o s po po r

“ O” , y la letra sigu ien te; si es un u na “ A ”in d ica q u e se trata rata d e “ u so gen eral” al” . Lo s de de si sillicio com co m ien zan zan co n la letra “ B ”y la sigu ien te, si es un una “ A” , tam b ién in d ica “ u so gen eral” ral” . Ten em os ent en ton ces ces::

G er m ani 70, mani ni o = AA119, 0A 0 A70, ma 0A85, AAZ15, AA Z15, etc. e ettc.  Si  Silili ci o= B BA A 100, 10 0, B A 216, 21 6, BAX16, etc.

Las Car Car ac actter í sticas de lo loss D i odo odoss D o s ssoo n las in fo rm acio n es p rin cip ales que qu e deb d ebem em o s tener en er sob re un d io do de u so gene g enerral p ara ara las apl ap licacio n es m ás com co m u nes. A n ali alizand zan d o la cur cu rva d e la fi figu ra 30 vem os dos punt pu ntos os im p oraoratan tes: E l p rim ero se refi refiere a la te ten sió n en q u e la la ju n tu ra “ se ro ro m p e”en el sent sen tid o in ver ve rso, so, y p o r lo tant an to , el d io d o p asa a con co n d u cir cor co rrient en te. N o rm alm ent en te, cuan cu an-do est esto p asa asa en un u n d io do com ú n , el m ism o “ se qu em a” .N o p o d em o s p asar asar d e esta tens en sió n en el sent en tid o in ver versso o cor co rrem o s el riesgo esgo d e d añar añ ar el d io d o . E sta tens en sió n p u ede ed e ser in d icada cad a po p or lo s fab rican can tes de de d iversas fo rm as: as: U na de d e ellas es com o Ten T eniión In ver ve rsa de de Pi P ico, co , o en in glés:

 30  3 0 13

 

D I O D O S    S E M I C O N D U C T O R E S   d e tr transi an sisto rio s, el fu n cio n am ien to en cor co rrien te alt alternad rnad a, etc. D e cual cu alq u ier fo rm a, p ara ara un un d eterm eterm in ado ad o tip o , to d as estas m agn itu d es tend en d rán valo valo res bi b ien p ró xim o s, lo q u e sign ifica qu q u e el el conoci ent d etud una un adenos nolas s da elás. orden orden mdeento m oagni dem ás. La segu n d a es e sp ecificació n im p o rtant an te es e s la co corrrient en te m áxi áx im a que qu e un diod diodoo p uede condu cir cuan cu andd o está ppoo lari arizado zad o en el senen tid o d irecto . T am b ién tenem en em o s didiverssas fo rm as de h acer esta eespe ver spe-cif cificaci cacióó n (figu ra 3333). U na de d e ellas es com o I F  (F de de “ fo rw ard” ard ”en in glés = d irecta) cta) o corr co rrien te d irecta. cta. E sta in d ica la cor co rrient en te m áxim áxim a, q u e pu p u ede ed e cir-

 3 3  33

 3 1  31

 3 2  32 P eak eak Invers Inv ersee Vo V o ltage ag e (P (P IV ). Si apl ap licam o s un a ten tenssió n sin u soid al en u n d io d o , com o m u estra la fi figu ra 31 3 1, el valo r “ P IV ”es cor co rresp o n d ien entte al p ico co.. E s, ten eniien endd o en cu cuen entta est esta ten enssió n , q u e cuan cu andd o en la red red d e 22 220V 0V , al rec eciib ir p u es esta ten ten sió n , la esp e speci ecifficam o s par p araa un u na “ P IV ” de p or lo m en enoo s 320 vol vo lt. E sto es necesar ne cesariio p o rq u e, coco m o vim os, p ar araa un a ten enssió n d e 22 220V 0V rm s el valo valo r d e pi p ico estará ará alreded ed edoo r d e 310 31 0 vo lt. U n d io d o , p ar araa fu ncion ar de m od o segur egu ro, debee tener p or lo m enos deb eno s un p oco m ás que qu e la la ten tensi sió n in vers versa espeesp ecif cifica cadd a. O tra m an aner eraa de d e especi esp ecifficar este m áxim o inver inversso es com o V R R M , lo q u e en in gl glés és co co rresp o n d e a la abr ab reviat eviatu ra de de

cular n o rm alm ent cular en te p o r el d io d o en térm érm in o s con co n tin u o s. P ara ara el el caso d e co co rrien tes vava riabl ab les, se p u ede ed e en con co n trar la eessp ecificació n IFV q u e cor co rrespo n d e tive Peak Rever e V oltage oltage. Se al val valo r m edi ed io d e la la co rrien te trata ata del d el m áxi áx im o calo calo r in stant an tám áxim a qu e pu p u ede ed e circular en el n eo q u e pu p u ede ed e tener en er la tens en sió n senttid o d irect ecto . P ara el el val va lo r d e ap licad cad a eenn el sent sen tid o in verso erso , in - sen p ico m áxim o tenem en em o s la espe especi cificlu id o even tu ale ales tran sito rio s, cació n IFR M , q u e in in clu ye lo s siem p re qu q u e ést ésto s se se rrep ep itan. an . transi ran sisto res rep etitivo s. E n la ffiigu ra 32 ten tenem em o s u n V ea qu q u e el valo valo r IFR M , p ara ara ejem p lo en qu e ap apar arece ece un p ico un diod diod o , es n orm orm alm ent en te bas b as-d e tran sito rio rep etitivo . O tra fo fo rm a m ás sim p le es la esp ecificaci espe cació n VR , o ten sió n in ver ve rsa ((dd el in glés Re R ever ve rse Vo V o ltage) ge ), q u e co rrespo esp o n d e al a l valo r contiinuo cont nu o m áxim o que q ue se se puede pu ede ap licar al d io d o en el sent sen tid o in ver ve rso p ara ara la ten ten sió n en el d io d o . E n to d o s lo s casos casos la un u n id ad es el vol vo lt (V ) y no n o d ebe eb e ser sup erada ad a en las cond con d icio n es de d e fu fu n cio nam ient en to del d el com p on ent en te. V ea q u e la especi esp ecifficació n d ebe eb e tener en er en cuen cu entta la pr p resenci esen cia o n o

Repeti Repeti -

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tant an te m ayor ayo r q u e el e l IF. En u n diodo diodo que IF IF m áxim o sea de d e 35 3 5 vo v o lt, p o r ejem p lo , el valoo r cor val co rrespo esp o n d ient en te IFR IFR M es de 100 10 0 vo lt.

 ¿Po  ¿Porr qué de deb bemos tener ner en en cuenta los valores diversos en un  pr  pr oyect yecto o?  Im agin agin e un u n circuit cuito com o el d e la la fi figu ra 34. 3 4. En el m om ento ento en que qu e est estab lecem ece m o s la aallim ent en tació n , el ca-

 

D I O D O S    S E M I C O N D U C T O R E S   ra deb d ebee tener en er una un a gr g ran sup erficie en el sent sen tid o d e ayu a yudd ar al p asaje d e co co rrien tes fu ertes y sus sus cu cubb iertas pu p u eden ed en tener en er in clu so recur recu rsos p ara ara ayu ay u d ar a la di d isip ació n d el cal calo r gen eral. gure en n o sE ndi diolad offiisgur reracti ct35 ificad catenem d oem resotsiípal igu cos co s- . Las ten tensi sio n es in ver ve rsas m áxi áx im as de est estos diod os pueden pu eden variar d esde algun gu n as decen de cenas as de vo lt h asta ce cenn ten ares o in in clu so m illares de d e vo v o lt. P ara las ten sio n es y cor co rrien tes d e esto s d io d o s enco en conn tram o s las m ism as esp esp ecif ecificacio n es de lo s d io d o s d e señal seña l. C o m o esto s d io d o s se se ddes esttin an típ icam cam en te a recti ctificaci cacióó n , con co n

 3 4  34 p acit acito r está to talm alm ent en te d escarg escargad o . E n estas con d icio n es el capacap acito r rep resen ta un u n a resisten cia cia m u y baj b aja qu q u e dr d ren enaa un u n a corr corrient en te elevada, m ucho m ayor qu e la n o rm al, o b ten eniid a des d espp u és de su carga car ga cu cuan andd o ap apen enas as el resisto r es rrec ecoo rrid o p o r co corrrien te. A sí, ten enem em o s q u e con co n sid erar erar la cor co rrient en te m áxim áxim a qu q u e circul cu la en en el m om ento ento d e la con con exión y q u e es un u n valo valo r in stan anttán áneo eo,, d e la co rrient en te m ed ia q u e circul cu la cu cuan an d o el ci cirrcu cuiito se est e stab iliza (q u e es valo r m edi ed io ). O tras in fo rm acio n es que qu e pu p u ed en apar ap arecer ecer en lo s catálo go s de lo s fab abrrican tes de d e di d io d o s, q u e ti tien en im p o rtanci an cia en fu n ció n d e la ap licació cació n son so n :

a) Tensi Tensi ón di dirr ecta cta dada por

 3 5  35 A sí, el d io d o 1N 4148 414 8 ti tiene en e un u na V F de 100V y 10 m A de corr corriente ente d irect recta (I (IFF).

grand an d es sup su p erficies ddee ju n tu ras, su o p eraci eració n es lent en ta lo q u e im p id e su em p leo en cor co rrient en tes de alt alta fr frecue cu en cia. cia. E xist xisten m ient en tras tant an to d io d o s esp eci eciales ales p ara rect rectiificaci cació n cuy cu ya con co n stru cció n in terna p erm ite un u na m ayor ayo r rapi ap id ez de d e p asaje d el estado de no cond ucción p ara ara pl p lena con co n d u cció n y vi v icever cev ersa. sa. E sto s so so n dos” o “ de alta d io d o s “r ápi ápidos”

b) Capaci Capacidad dad de las ju junt ntuuras. E sta esp espec eciificació cació n es im p o r- velocidad”. tant an te en lo s casos casos en q u e u tilizam os los dio do s en con co n m u tació n ráp id a. La sigla usad u sadaa eess Cd  y el e l val va lo r n o rm alm ent en te esta en p icof co farad arad (pF)

 V  VF F (FD “ FO RW A R D ” ) qu e no rm alm en entte es ind icada p ar araa un una cor co rrien te dad d adaa (IF). C u an andd o p o larizam o s el d io d o en el sent sen tid o d irecto ecto , com co m o vim o s, h ay u n a caiíd a de d e ten tensi sió n en la ju n tu ra qu que Di od odos os R ect ctii fi ca cado dorr es d ep end en d e d e su n atu raleza. E sta caíd a tam tam b ién es fu n ció n d e la la E sto s so so n d io d o s des de stin ado ad o s a in ten sid ad d e la la cor co rrient en te y p u etrab ajar con co n cor co rrien tes in ten sas, y d e vari v ariar en tre fr frac acci ció n d e vo v o lt se lo s encuen en cuen tra no n o rm alm ent en te en h asta 1 o m ás vol vo lt. fu ent en tes de d e alim ent en tació n su ju n tu -

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P ara ara esto s d io d o s tam b ién tenem ne m os do s n om encl en clatu ras básicas. Los Lo s tip o s n o team eam eri ericano can o s coco 1N ” m ienzan enzan con “ , com co m o p o r ejem p lo lo s de la con co n o cid a seri serie “ 1N 4000” . E sta seri serie est e sta fo fo rm ada ad a p o r siete ete cu cuyas yas cor co rrient en tes m áxi áxim as d irectas so n d e 1A , p ero ero q u e po p oseen tensi en sio n es que qu e var va rian d e 50V 50 V (V R R M ) h ast asta 1.000V q u e corr corresp on den de 25 a 500V de tensi tensión efi eficaz m áxim a (Vef ), con co n fo rm e m u estra la la tab tablla d e ab a b ajo . Los Lo s ti-

 

D I O D O S    S E M I C O N D U C T O R E S   m ien zan zan con co n la in d icaci cació n “ 1N ” ; * Los Lo s tip o s eur eu ro p eos eo s de ger ge rm ani an io com ienzan en zan con “ A ”y lo lo s d e silicio co n “ B” .

 3 6  36 p os europ europ eos com com ienzan con la letra “ B” , ya q u e p ara la la rect rectificació n lo s dio dio d o s de silicio son m ejo res qu q u e lo lo s de germ ani an ia, así to d o s lo s tip o s nor no rm ales par p araa coco rrien enttes el elev evad adas as están h echo ech o s de de este m at ateerial al.. La letra sigu ien te es la “ Y ”q u e in in d ica la fu fu n ció n d e recti ectificar; car; ten enem em o s ent en to n ces com co m o ejem p lo lo s sigu ien tes tip o s: B Y 127, 127, B Y 126, 126, B Y 100, 100, B Y X 55, etc. E n este ú ltim o tip o , la “ X”in d ica “ alta p o ten ci ciaa” , ya q u e se trata de d e un u n d io d o d e gr g ran corrien te.

E n R esume esumen, n, pode podemo moss decir de cir que que:: * E xis xisten m u cho ch o s tip o s d e di d io d o s que qu e se di d ifer eren enci cian tant an to en la con co n stru cció n co comm o en la ap lica caci ció n . * Los Lo s d io d o s de señal señ al so n d io d o s de p equ eq u eñas eñ as corr corrient en tes y alaltas velo cid ad ades es en algu n o s casos. casos. * Lo Loss d io d o s son especi esp ecifficado cad o s p or do s m agnit agnitud es m áxim as: as: * La cor co rrien entte m áxim áxim a qu q ue p u ed e cir circul cu lar en sent sen tid o d irecto ecto ; * La ten tensi sió n ap apllicada cad a qu q u e se p u ede ed e apl ap licar en el sent sen tid o in ver ve rso. * Lo Loss di d io d o s re rect ctiifica cadd o res o p er eran an co conn co corrrien enttes elevad ev adas. as. * Lo Loss di dio d o s rec ecttifica cadd o res so so n n o rm alm en entte de d e silicio . * Lo Loss tip o s am er eriicano can o s coco -

 Algunas  Alg unas Aclar aci ones  ¿  ¿Qué Qué signi ca “señal” señal”?  ? 

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Las ten sio n es altern ernas, as, com co m o p o r ejem p lo la qu q u e corr correspon espo n d e a un u n a señal d e aud au d io , u n a señ señal al d e rad radiio , d e p equ eq u eña eñ a in tensi en sid ad, ad , o in clu so las las tensi en sio n es qu q u e co rresp esp on den a voces vo ces o a son son id os com p lejo s q ue p oseen u na fr frecuen cu en cia ffiija aasí sí com co m o u n a in in ten sidad m edi ed ia que qu e pue p uede de ser deter deter-m in ada ad a en u n in terval ervalo d e ti tiem -

M u chos cho s aparat aparato s p oseen pr p rotecci eccio n es co conn tra est e sto s pu p u lsos, sos, p ero en lo s casos casos en q u e no n o es así así, se pueden p ueden dañar com po nent nentes es.. Las m icro cro com p u tado ad o ras y ot o tro s apar ap arat atoo s d eli elicad cadoo s p u edan ed an resul esu ltar con com po nentes nentes quem qu em ados p o r u n p u lso de d e ésto s, q u e en algun gu n o s caso caso s pu eden ed en su p erar erar fácilm ent en te lo lo s 1.000V 000 V .

p o , son con co n sid erad eradas as señal señ ales. A sí, es com ún que h ablem os de sseñaeñales de d e aud au d io , señal señ ales de d e radi ad io , segú n su ffrrecu en cia al d esign ar las tens en sio n es de p equ eq u eña eñ a in tens en sid ad p ero ero q u e even ev enttu alm ent en te varí varía en el tiem p o , p o rq u e transp an spoo rta un una in fo rm ació n , q u e ap arece arece en e n lo s circu circuiito s electr ctró n ico s.

Los Lo s ddiispo sitivos vo s m ás ro ro b u sto s, com co m o lám p aras, aras, m o to res, etc. etc., n o sufrren tant suf an to , p u es la d u ració n d el p u lso es tan p equ eq u eña eñ a qu e la ener en ergí gíaa qu q u e ll lleva ev a no n o causar cau sariia dad añ o p o r so b recarga. ecarga. ✪

 ¿  ¿Qué Qué son son ““ttransito ransitoriri os”?  s”?  La tensi en sió n d e la red d e alim en tació ació n , p o r ejem p lo , es altern a con fo rm a de o n d a si sin u so id al, com co m o m u estra la figur gu ra 36. Sin em b argo argo,, se p u eden ed en in tro d u cir d istu rb io s en la red red cuan cu andd o con ectam o s un m o to r, o in clu so d eb id o a llaa descar d escargga el e léct éctrica d e u n rayo. ayo . E n estas con d icio n es p u ed en sur surgir “ p icos” co s”in stan tán eos eo s o sea, p u lso s de cor co rta du d u ració n p ero ero q u e ti tienen en en valo res m u cho m ayor ayo res que qu e la la ten tenssió n d e la la p ro p ia red red,, com co m o m u estra la fi figu ra 37. 37.

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