Dispositivos Dispositivos electrónicos electrónicos Preguntas DIODO IDEAL
1. describa con sus propias palabras el significado de la palabra ideal cuando se aplica aun dispositivo o sistema. Un dispositivo o sistema ideal es el que tiene las características que preferiría que cuando se utiliza un dispositivo o sistema en una aplicación práctica. Normalmente, sin embargo, la tecnología sólo permite una réplica cerca de las cultivos característicos deseado. Las características ideales de excelente base para la comparación con las características del dispositivo real que permite una estimación de lo bien que el dispositivo o sistema puede suponer para obtener una buena estimación de la respuesta global del diseño. Al asumir un dispositivo ideal o el sistema no hay ninguna consideración para el componente o tolerancias de fabricación o cualquier variación de un dispositivo a otro de un lote específico. 2. describa describa con con sus propias propias palabr palabras as las caracter característic ísticas as de un diodo diodo ideal y como se determinan los estados de “encendido” y “apagado” del dispositivo. Es decir, describa por que son adecuados los equivalentes de circuito cerrado y de circuito abierto.
3. ¿Cuál ¿Cuál es la principal principal diferen diferencia cia entre entre las caracter característica ísticass de un interruptor interruptor sencillo y aquellas del diodo ideal?
La diferencia más importante entre las características de un diodo y el interruptor simple es que el interruptor, sea mecánico, es capaz de conducir la corriente en cualquier dirección, mientras que el diodo sólo permite que la carga de flujo de pensamiento el elemento en una sola dirección (concretamente, la dirección definida por el flecha del símbolo con el flujo de corriente convencional)
MATERIAL SEMICONDUCTOR 4. con sus propias palabras, defina los términos semiconductor, resistividad, resistencia resistencia de volumen y resistencia de contacto óhmico.
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Dispositivos Dispositivos electrónicos electrónicos Semiconductor: Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo de la temperatura del ambiente en el que se encuentre. Resistividad: Se le llama resistividad al grado de dificultad que encuentran los electrones en sus desplazamientos. desplazamientos. Resistencia de volumen : Resistencia óhmica:
4. (a) utilizando la tabla 1.1, determine la resistencia de una muestra de silicio con un área de 1 cm 2 y una longitud de 3 cm. ρ=50X1000Ώ.cm R=ρlA=50X1000Ώ.cm(3cm/1cm 2)=150K Ώ (b) Repita el inciso (a) si ahora la longitud es de 1cm y el área de 4cm 2.
R=ρlA=50X1000Ώ.cm(1cm/4cm 2)=12.5KΏ (c) Repita el inciso (a) si ahora la longitud es de 8cm y el área de 0.5cm 2.
R=ρlA=50X1000Ώ.cm(8cm/0.5cm 2)= 800K Ώ (d) Repita el inciso (a) para el caso del cobre y compare los resultados.
R=ρlA=0.000001.cm(3cm/1cm 2)=3μΏ 6. dibuje la estructura atómica del cobre y discuta por que se trata de un buen conductor y de que que forma su estructura estructura es diferente a la del germanio y silicio.
El Cobre (valencia 1), que es un buen conductor. Su estructura atómica la vemos en la siguiente figura.
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Como el electrón de valencia es atraído muy débilmente por la parte interna, una fuerza externa puede liberarlo fácilmente, por eso es un buen Conductor. Nos referiremos a ese electrón de valencia, como electrón libre. Lo que define a un buen conductor es el hecho de tener un solo electrón en la órbita de valencia (valencia 1). 7. con sus propias palabras, defina el material intrínseco, un coeficiente de temperatura negativo y un enlace covalente. Material intrínseco: un semiconductor intrínseco es aquel que ha sido refinado para ser tan pura como físicamente posible. Uno con el menor número posible de impurezas. Materiales de coeficiente de temperatura negativo: con coeficientes de temperatura negativos disminuir los niveles de resistencia a medida que aumenta la temperatura. El enlace covalente: el enlace covalente es el intercambio de electrones entre los átomos vecinos a partir de completar capas exteriores y una estructura de celosía más estable. 8. consulte su biblioteca y localice tres materiales que posean coeficientes de temperatura negativa y tres con coeficientes coeficientes de temperatura temperatura positivos. resistividad relativa (Cu = 1)
Coef. Temperatura a (20° C)
Aluminio
1.63
+ 0.004
Cobre
1.00
+ 0.0039
Constantan
28.45
± 0.0000022
K ar m a
77.10
± 0.0000002
Manganina
26.20
± 0.0000002
metal
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Dispositivos Dispositivos electrónicos electrónicos Cromo-Níquel
65.00
± 0.0004
Plata
0.94
+ 0.0038
MATERIALES EXTRINSICOS TIPO n Y TIPO p 9. describa las diferencias diferencias entre los materiales semiconductores semiconductores tipo n y tipo p.
Un Semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de carga libres (en este caso negativas o electrones). El propósito del dopaje tipo n es el de producir abundancia de electrones portadores en el material Un Semiconductor tipo P se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado, dopado, añadiendo un cierto tipo de átomos al semiconductor para poder aumentar el número de portadores de carga libres (en este caso positivos o huecos). El propósito del dopaje tipo P es el de crear abundancia de huecos. 10. describa las diferencias entre las impurezas impurezas donoras y aceptoras.
Un átomo de donantes tiene cinco electrones en su valencia ultra periféricas de Shell, mientras que un átomo receptor sólo tiene 3 electrones en la capa de valencia. 11. describa las diferencias entre portadores mayoritarios y minoritarios.
En los semiconductores, los electrones y los huecos actúan c omo los portadores de carga. Los más abundantes son llamados portadores mayoritarios. En los semiconductores tipo N son los electrones, electrones, y en los semiconductores tipo P son los huecos. Los portadores de carga menos abundantes son llamados portadores portadores minoritarios; en semiconductores semiconductores tipo N son los huecos y en los semiconductores tipo P son los electrones. 12. dibuje la estructura atómica del silicio e inserte una impureza de arsénico como se demostró en el caso del silicio de la figura 1.9.
Como el arsénico es de valencia 5 deja liberado un electrón así como se nota en el grafico. así con una temperatura no muy elevada (a temperatura ambiente por ejemplo), el 5º electrón se hace electrón libre. Esto es, como solo se pueden tener 8 electrones en la órbita de valencia, el átomo pentavalente suelta un electrón que será libre
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13. repita el problema 12 pero ahora inserte una impureza de indio.
Para el indio (ln) su valencia es 3 tienen un electrón de menos, entonces como nos falta un electrón tenemos un hueco. Esto es, ese átomo trivalente tiene 7 electrones en la orbita de valencia. Al átomo de valencia 3 se le llama "átomo trivalente" o "Aceptor".
14. consulte su biblioteca y encuentre otra explicación para el flujo de huecos versus el de electrones empleando ambas descripciones, escriba con sus propias palabras el proceso de conducción de huecos.
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| COLECTOR N | | |_____________| |___________ __| > Metal conductivo brillante | | | | BASE P |-/ |_____________| _____________ <-- "capa de agotamiento" cristalina | | \ | EMITTER N | > Metal conductivo brillante |_____________| |___________ __| / | |
Si un voltaje (+) se aplica al tipo P por el cable de Base, mientras un voltaje (-) se aplica al tipo N por el cable del Emisor, los electrones en el tipo N son empujados hacia los huecos en el tipo P. La capa de aislamiento se vuelve tan fina que las nubes de electrones y huecos empiezan a verse y combinarse. Una corriente existe entonces en el circuito Base-Colector. Pero esta corriente no es importante para la acción del transistor. Lo que es importante notar es que es el *VOLTAJE* a través de Base-Emisor lo que causa el adelgazamiento de la capa de agotamiento hasta que las cargas pueden fluir a través de ella. Esto es como si fuera que el transistor contiene una capa de cristal cuyo espesor puede variar al alterar el voltaje. La capa se vuelve mas fina cuando el voltaje es aumentado. Esto sucede porque el voltaje empuja a los electrones y huecos unos contra otros, reduciendo el tamaño de la región aislante entre las nubes de huecos y electrones, permitiendo el paso de algunos. La capa de agotamiento es un interruptor controlado por voltaje, que cierra el circuito cuando la correcta polaridad es aplicada.
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