Os materiais semiconductores
Son materiais non conductores que poden chegar a conducir a electricidade se reciben enerxía externa.
Poden recibir esta enerxía de diferentes formas:
- en forma de radiación luminosa
- en forma de presión
- en forma de variación da temperatura
- en forma de tensión eléctrica...
Os máis utilizados na construcción de dispositivos
electrónicos son o xermanio (Ge) e o silicio (Si).
Os materiais semiconductoresPara mellorar a conductividade eléctrica, estes materiais adoitan doparse con impurezas, o que dá lugar a dous tipos de semiconductores:
- Semiconductores de tipo n
Os dopantes teñen un electrón máis que o Ge e o
Si. Movemento de electróns (carga -).
- Semiconductores de tipo p
Os dopantes teñen un electrón menos que o Ge e o
Si. Movemento de ocos (carga +).
SILICIO
TIPO N TIPO P
Os materiais semiconductores
Os materiais semiconductores¿Que sucede se xuntamos un semiconductor n cun de tipo p?
Prodúcese un tránsito de electróns do material n
ao p. Ao recombinarse cos ocos, xérase unha
barreira na zona da unión que aumenta e chega
a impedir o movemento de máis electróns dende
a zona n á p.
tipo p tipo n
-
---
-
+
+++
+ tipo p tipo n
-
---
-
+
+++
+
Os materiais semiconductores¿É posible modificar esa barreira?
Si, aplicando unha tensión nos extremos da unión:
- Zona p conectada ao polo (–) e zona n ao (+)
A barreira aumenta e a unión compórtase como un
material illante.
- Zona p conectada ao polo (+) e zona n ao (-)
A barreira diminúe e a unión compórtase como un
material conductor.
Os materiais semiconductores
tipo p tipo n
-
---
-
+
+++
+
n
-
---
-
+
+++
+p n
-
---
-
+
+++
+p
Diodo
É un elemento electrónico constituído por unha unión pn.
Esquema:
tipo p tipo n
-
---
-
+
+++
+
ánodo cátodo
barreira
Diodo
Cando é polarizado directamente, se comporta como un fío de material conductor que deixa pasar a corrente cunha resistencia moi baixa.
n
-
---
-
+
+++
+p
Diodo
Cando é polarizado inversamente, se comporta como un circuíto aberto, presentando unha resistencia moi elevada que impide o paso da corrente eléctrica.
n
-
---
-
+
+++
+p
Diodo
O diodo permitirá o paso da corrente eléctrica dependendo da súa polarización, polo que pode considerarse como un interruptor controlado por tensión:
Diodo ideal Permite o paso de corrente eléctrica nun sentido e
o impide no sentido contrario A caída de tensión é constante, non importa qué
intensidade circule. Non cumple a lei de Ohm Existen diferentes tipos de diodos
– Silicio. Vdiodo
=0,7V
– Xermanio Vdiodo
=0,3V
– LED. Vdiodo
=2V
Diodo ideal
Non circula intensidade
Si circula intensidade
Diodo ideal
4,5V
0V4,5V
4,5 menos Vdiodo
4,5V4,5V
0 máis Vdiodo
0 V
Diodo ideal
4,5V
0V4,5V
V=4,5-0,7=3,8V
Vdiodo
=0,7V
I resistencia=V resistencia
Rresistencia
I=3,8−0100
=3,8100
=0,038 A
R=100Ω
APLICAMOS A LEI DE OHM A ESTE ELEMENTO
Diodo ideal
4,5V
0V4,5V
V=3,8V
Vdiodo
=0,7V
I resistencia=V resistencia
Rresistencia
I=4,5−1,4100
=3,1100
=0,031A
R=100Ω
APLICAMOS A LEI DE OHM A ESTE ELEMENTO
V=3,1V
V=3,8V
V=4,5VV=0V
DIODO DE SILICIOV
PILA 4,5V
HAI QUE CALCULAR:I
TOTAL OU I
1
IDIODO
I2
R1=120Ω I 2=
V 2
R2
I 2=0,7100
I TOTAL= I 1=V 1
R1
I TOTAL=3,8120
I DIODO= I TOTAL− I 2
R2=100Ω
M
SÓ FUNCIONAN DOUS DIODOS. OS OUTROS DOUS ESTÁN APAGADOS.
M
NO MOTOR A CORRENTE CIRCULA DE DEREITA A ESQUERDA NOS DOUS CASOS.O MOTOR NON CAMBIA O SENTI DO XIRO.
0 1 2 3 4 5 6 7
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
SEN RECTIFICARRECTIFICADA
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
RECTIFICADA
M
DIODO REAL
RESISTENCIA DIODO IDEAL
DIODO REAL
I
V
I
V
I
V
SOLUCIÓN DE EXERCICIOS CON DIODO REAL
V PILA=V DIODOV RESISTENCIA
V PILA=V DIODOI R∗R
V PILA=V DIODOI DIODO∗R
I DIODO=V PILA−V DIODO
R
PROPIEDADES DAS RESISTENCIAS
PROPIEDADE DESTE CIRCUITO
RECOLOCO AS LETRAS
TEÑO DÚAS INCÓGNITAS
I DIODO=V PILA−V DIODO
R
TEÑO DÚAS INCÓGNITAS, IDIODO
E VDIODO
. REPRESENTO NUNHA
GRÁFICA TODAS AS POSIBLES PARELLAS (I
DIODO , V
DIODO)QUE
CUMPLEN A ECUACIÓN
IDIODO
VDIODO
V PILA
R
V PILA
PARA ESCOLLER CAL É A PARELLA CORRECTA FACEMOS A GRÁFICA SOBRE A CURVA CARACTERÍSTICA DO DIODO E ONDE SE CRUCEN SERÁ O PUNTO QUE VERIFIQUE AS DÚAS CONDICIÓNS
IDIODO
VDIODO
V PILA
R
V PILA