TEMA 1: El diodo semiconductor · 2013. 8. 27. · Aplicaciones de los diodos. 1.7. Otros tipos de...

Universidad de Burgos

Departamento de Ingeniería Electromecánica

TECNOLOGÍA ELECTRÓNICAIngeniería Técnica en Informática de Gestión

Curso 1º - Obligatoria - 2º CuatrimestreÁrea de Tecnología Electrónica

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Universidad de Burgos

Departamento de Ingeniería Electromecánica

TEMA 1:El diodo semiconductor

3Tecnología Electrónica - 1º ITIG

TEMA 1: El diodo semiconductor

•• Tema 1: El diodo semiconductor.Tema 1: El diodo semiconductor.

• Tema 2: El Transistor.

• Tema 3: Familias lógicas.

• Tema 4: Circuitos secuenciales biestables.

• Tema 5: Circuitos secuenciales asíncronos.

• Tema 6: Circuitos secuenciales síncronos.

• Tema 7: Dispositivos lógicos programables.

Programa:



OBJETIVOS

Ø Conocer el funcionamiento de un diodo.

Ø Conocer las principales características de un diodo.

Ø Conocer los diferentes modelos equivalentes del diodo.

Ø Conocer algunas aplicaciones del diodo.

Ø Resolver circuitos elementales con diodos.



CONTENIDOS

1.1. Introducción.

1.2. El diodo semiconductor.

1.3. Curva característica.

1.4. Modelos equivalentes del diodo.

1.5. Hoja de características: parámetros más usuales.

1.6. Aplicaciones de los diodos.

1.7. Otros tipos de diodos.

1.8. Problemas y ejercicios.



• Materiales conductores, semiconductores y aislantes:

1.1. Introducción

ConductorSemiconductorAislante

Ta



• Materiales conductores, semiconductores y aislantes: Ejemplo.

– Calcular la corriente (I) que circula por una lámina de 5 mm de

longitud y 50×100 µm de sección cuando la diferencia de potencial

(V) es de 100 mV. Temperatura ambiental: 27 ºC (300 K).

1.1. Introducción

50 µm

100 µm

5 mm



• Semiconductores intrínsecos y extrínsecos:

1.1. Introducción

Silicio intrínseco Silicio extrínseco tipo n

ND

Átomos donadores




1.1. Introducción

Silicio intrínseco Silicio extrínseco tipo p

NA

Átomos aceptadores




1.1. Introducción

Semiconductor tipo n

Semiconductor tipo p



1.2. El diodo semiconductor

• La unión p – n:

Símbolo

cátodo (–)cátodo (–)



• La unión p – n:

1.2. El diodo semiconductor

Unión p – n sin polarizar

- +Átomo

aceptadorÁtomo

donador



1.3. Curva característica

−⋅= ⋅⋅ 1Tk

Vq

SD

D

eII η



InversaSin polarización Directa

• El diodo como elemento de un circuito: Punto de operación Q.





• El diodo como elemento de un circuito: Punto de operación Q.

– Análisis mediante la recta de carga:

RE

VR

I DD +−=1

−⋅= ⋅ 1T

D

VV

SD eIIη




• Resistencia dc estática: RD

– Un punto en la curva característica:

D

DD I

VR =




• Resistencia ac dinámica (pequeña señal): rd

– Recta tangente a la curva característica en el punto de operación:

D

T

ID

Dd I

VIV

rD

⋅≈∂∂

= η




• Resistencia ac promedio (gran señal): rav

– Recta entre los límites de operación:

D

Dav I

Vr

∆∆

=



• Primera aproximación: diodo ideal (interruptor).

1.4. Modelos equivalentes del diodo



• Segunda aproximación: diodo ideal + fuente de tensión.




• Tercera aproximación: diodo ideal + fuente de tensión + resistencia.




1.5. Hoja de características: parámetros más usuales

Ø VD (Tª , ID especificadas).

Ø ID máxima (Tª especificada).

Ø IS máxima (Tª , VD especificadas).

Ø PD máxima (Tª especificada).

Ø V de ruptura (Tª especificada).

Ø Tª máxima.



• Fuentes de alimentación:

1.6. Aplicaciones de los diodos

TRANSFORMACIÓN RECTIFICACIÓN FILTRADO REGULACIÓN

RLRED

220V / 50Hz




– Rectificación de media onda.





– Rectificación de onda

completa.




• Limitadores de tensión (protección):

V 7,5>iV

V 7,0−



• Diodos zener:

– Aplicaciones.

• Diodos LED:

– Aplicaciones.

• Fotodiodos:

– Aplicaciones.

1.7. Otros tipos de diodos



• Diodos zener:




• Diodos zener: aplicaciones.

– Estabilizador de tensión:




• Diodos LED:




• Diodos LED: aplicaciones.

– Displays:a

b

.

..

g

a

bg....

Cátodo común




• Fotodiodos:




• Fotodiodos: aplicaciones.

– Optoacopladores: proporcionan aislamiento eléctrico entre

circuitos.





– Encoder óptico:




1.8. Problemas y ejercicios

• Resolución de circuitos elementales con diodos:



BIBLIOGRAFÍA

Ø [Boy03] FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA.R. L. Boylestad, L. Nashelsky, Ed. Prentice Hall, 8ª edición, 2003.

Ø [Mal07] PRINCIPIOS DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA.A. P. Malvino, Ed. McGraw Hill, 7ª edición, 2007.

Ø [Cue91] ELECTRÓNICA ANALÓGICA.L. Cuesta, A. Gil Padilla, F. Remiro, Ed. McGraw Hill, 1991.

Ø [Gom07] FUNDAMENTOS FÍSICOS Y TECNOLÓGICOS DE LA INFORMÁTICA.P. Gómez, V. Nieto, Ed. Pearson Prentice Hall, 1ª edición, 2007.

Ø [San07] PROBLEMAS RESUELTOS DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA.P. Sánchez, J. Sedano, C. Represa, Publicación en WEB curso 2007/2008.

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