INSTITUTO TECNOLOGICO DE

TIJUANA. Subdirección académica

Departamento de sistemas y computación

Enero-Junio 2011

CARRERA

Ingeniería en Sistemas y Computación

NOMBRE Y NÚMERO DE CONTROL Carlos Alejandro Aviléz Jiménez.

Castro Flores Cesar. Vázquez Rodríguez Ángel Alejandro.

TEMA DEL TRABAJO. Trabajo 3.

06/03/12.

13:00 a 14:00

EVALUAR.

2da UNIDAD.

MATERIA. Circuitos.

NOMBRE DEL MAESTRO.

MC. Jorge Carlos Ríos.

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TIJUANA.

Índice Diodo Schottky.

Varactor

Varistor

Diodo Pin

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TIJUANA. Diodo Schottky

El diodo Schottky o diodo de barrera Schottky, llamado así

en honor del físico alemán Walter H. Schottky, es un

dispositivo semiconductor que proporciona conmutaciones

muy rápidas entre los estados de conducción directa e

inversa (menos de 1ns en dispositivos pequeños de 5 mm de

diámetro) y muy bajas tensiones umbral (también conocidas

como tensiones de codo, aunque en inglés se refieren a ella

como "knee", o sea, de rodilla). La tensión de codo es la

diferencia de potencial mínima necesaria para que el diodo

actúe como conductor en lugar de circuito abierto; esto,

claro, dejando de lado la región Zener, que es cuando más bien existe una diferencia de potencial lo

suficientemente negativa para que -a pesar de estar polarizado en contra del flujo de corriente- éste

opere de igual forma como lo haría regularmente.

Funcionamiento

A frecuencias bajas un diodo normal puede conmutar fácilmente cuando la polarización cambia

de directa a inversa, pero a medida que aumenta la frecuencia el tiempo de conmutación puede

llegar a ser muy bajo, poniendo en peligro el dispositivo.

El diodo Schottky está constituido por una unión metal-semiconductor (barrera Schottky), en

lugar de la unión convencional semiconductor P - semiconductor N utilizada por los diodos

normales.

Así se dice que el diodo Schottky es un dispositivo semiconductor "portador mayoritario". Esto

significa que, si el cuerpo semiconductor está dopado con impurezas tipo N, solamente los

portadores tipo N (electrones móviles) desempeñarán un papel significativo en la operación del

diodo y no se realizará la recombinación aleatoria y lenta de portadores tipo N y P que tiene

lugar en los diodos rectificadores normales, con lo que la operación del dispositivo será mucho

más rápida.

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TIJUANA. Características

La alta velocidad de conmutación permite rectificar señales de muy altas frecuencias y eliminar

excesos de corriente en circuitos de alta intensidad.

A diferencia de los diodos convencionales de silicio, que tienen una tensión umbral —valor de la

tensión en directa a partir de la cual el diodo conduce— de 0,7 V, los diodos Schottky tienen una

tensión umbral de aproximadamente 0,2 V a 0,4 V empleándose, por ejemplo, como protección

de descarga de células solares con baterías de plomo ácido.

La limitación más evidente del diodo de Schottky es la dificultad de conseguir resistencias

inversas relativamente elevadas cuando se trabaja con altos voltajes inversos pero el diodo

Schottky encuentra una gran variedad de aplicaciones en circuitos de alta velocidad para

computadoras donde se necesiten grandes velocidades de conmutación y mediante su poca caída

de voltaje en directo permite poco gasto de energía, otra utilización del diodo Schottky es en

variadores de frecuencia (inverters) para que la corriente que vuelve desde el motor al variador

no pase por los transistores IGBT del chopper, lo cual conduciría a su rápido deterioro. Cuando

el motor se comporta como generador, la corriente circula hacia el bus de continua a través de los

diodos y no es absorbida por los IGBTs.

El diodo Schottky se emplea en varios circuitos integrados de lógica TTL. Por ejemplo los tipos

ALS y AS permiten que los tiempos de conmutación entre los transistores sean mucho menores

puesto que son más superficiales y de menor tamaño por lo que se da una mejora en la relación

velocidad/potencia. El tipo ALS permite mayor potencia y menor velocidad que la LS, mientras

que las AL presentan el doble de velocidad que las Schottky TTL con la misma potencia.

Varactor:

Una de las principales aplicaciones de los diodos varactores es la sintonización de

circuitos. Cuando se utiliza en un circuito resonante, el varactor actúa como una

capacidad variable permitiendo ajustar la frecuencia de resonancia mediante un nivel

de tensión variable.

Si observamos el circuito contenido en el applet que aparece a continuación

comprobamos que el diodo varactor y el inductor forman un circuito resonante

paralelo. C1 ,C2 ,C3 y C4 son capacidades de desacoplo para prevenir que el filtro

cargue al circuito de polarización. Estas capacidades no tienen efecto en la respuesta

en frecuencia del filtro porque sus reactancias son despreciables a las frecuencias de

resonancia. C1 previene un camino de continua entre el contacto móvil del

potenciómetro y el generador de alterna a la entrada a través de el inductor y R1.

INSTITUTO TECNOLOGICO DE

TIJUANA. C2previene del camino de continua desde el cátodo al ánodo delvaractor a través del

inductor. C3 evita el camino desde la toma media del potenciómetro a una carga en la

salida por el inductor. Y C4 corta la componente continua de la toma del

potenciómetro a masa.

Las resistencias R2 ,R3 ,R5 y el potenciómetro R4 forman un divisor de tensión

continua que permite alimentar al varactor. La tensión inversa de polarización se

puede variar con el potenciómetro.

La frecuencia de resonancia del circuito paralelo es

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TIJUANA.

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TIJUANA. Varistor

Un varistor (término que proviene de la contracción de la frase en idioma inglés

variable resistor) es un componente electrónico cuya resistencia óhmica

disminuye cuando la tensión eléctrica que se le aplica, aumenta hasta

determinado umbral.

Los varistores tienen un tiempo de respuesta rápido frente a variaciones de

tensión y son utilizados dentro de los reguladores de tensión y para proteger los

componentes más sensibles de los circuitos contra variaciones bruscas de voltaje

o picos de corriente que pueden ser originados, entre otros, por relámpagos,

conmutaciones y ruido eléctrico.

Un varistor de óxido metálico para 385 voltios

Tipo Semiconductor

Símbolo electrónico

Configuración Dos: entrada y salida (sin

polaridad)

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TIJUANA.

Varistor - Fabricación

Son fabricados básicamente con óxido de zinc y, dependiendo del fabricante, se le

añaden otros materiales para darle características no lineales deseables. El

material se comprime para formar discos de diferente tamaño y se le agrega un

contacto metálico a cada lado para su conexión eléctrica.

Típicamente, su tiempo de respuesta está en el orden de los 5 a 25 nanosegundos

y su voltaje de activación está comprendido entre 14V y 550V. Sin embargo, su

confiabilidad es limitada ya que se degradan con el uso. Su costo es bajo

comparado con otros dispositivos protectores, como los diodos supresores de

avalancha de silicio y poseen buena disipación de la energía eléctrica indeseable.

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TIJUANA. Varistor - Funcionamiento

El varistor se coloca en paralelo al circuito a proteger y absorbe todos los

picos mayores a su tensión nominal. El varistor sólo suprime picos

transitorios; si es sometido a una tensión elevada constante, se destruye.

Esto sucede, por ejemplo, cuando se aplica 220 VAC a un varistor de

110VAC, o al colocar el selector de tensión de una fuente de alimentación

de un PC en posición incorrecta. En el diseño de circuitos es aconsejable

colocar el varistor en un punto ubicado después de un fusible.

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TIJUANA. Diodo PIN

Se llama diodo PIN a una estructura de tres capas, siendo la intermedia

semiconductor intrínseco, y las externas, una de tipo P y la otra tipo N

(estructura P-I-N que da nombre al diodo). Sin embargo, en la práctica, la

capa intrínseca se sustituye bien por una capa tipo P de alta resistividad (π)

o bien por una capa n de alta resistividad (ν).

El diodo PIN puede ejercer, entre otras cosas, como:

Conmutador de RF

Resistencia variable

Capas de un diodo PIN

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TIJUANA. Protector de sobretensiones

Foto detector

Fotodiodo PIN

El fotodiodo PIN es uno de la foto detectora más común, debido a que la

capa intrínseca se puede modificar para optimizar su eficiencia cuántica y

margen de frecuencia. Siendo así un material intrínseco semiconductor

Conmutador

El diodo PIN se puede utilizar como conmutador de microondas. Tiene

capacidad para manejar alta potencia.