La unión P-N

1. + + - - - + + - + - - + + - + - + - + - - - + + - + + + - + - - La unión P-N La unión P-N en equilibrio Semiconductor tipo P Semiconductor tipo N http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte1.pps

2. Zona de transición - + La unión P-N La unión P-N en equilibrio + + - - - + + - + - - + + - + - + - + - - - + + - + + + - + - - Semiconductor tipo P Semiconductor tipo N Al unir un semiconductor tipo P con uno de tipo N aparece una zona de carga espacial denominada ‘zona de transición’. Que actúa como una barrera para el paso de los portadores mayoritarios de cada zona.

3. La unión P-N Polarización de la unión P-N: Polarizar un dispositivo o componente electrónico es aplicar un campo eléctrico o una diferencia de potencial entre sus terminales. Generalmente la diferencia de potencial aplicada es corriente directa (DC).

4. + La unión P-N La unión P-N polarizada inversamente N P + + - - - + + - + - - + + - + - + - + - - - + + - + + + - + - - - La zona de transición se hace más grande. Con polarización inversa no hay circulación de corriente.

5. + La unión P-N La unión P-N polarizada en directa N P + + - - - + + - + - - + + - + - + - + - - - + + - + + + - + - - - La zona de transición se hace más pequeña. La corriente comienza a circular a partir de un cierto umbral de tensión directa.

6. Concentración de huecos Concentración de electrones + La unión P-N La unión P-N polarizada en directa N P + + - - - + + - + - - + + - + - + - + - - - + + - + + + - + - - La recombinación electrón-hueco hace que la concentración de electrones en la zona P disminuya al alejarse de la unión.

7. P N La unión P-N • Conclusiones: • Aplicando tensión inversa no hay conducción de corriente. • Al aplicar tensión directa en la unión es posible la circulación de corriente eléctrica. DIODO SEMICONDUCTOR

8. I I I I + + V V V V - - Abierto (R = ∞) Corto (R = 0) + V I I I I I I V - + + Fuente Corriente V V V - V - Resistencia (R) Batería Diodos rectificadores • Son un grupo importante de diodos semiconductores, se conocen también como diodos de propósito general. Su funcionamiento se explica por medio de una curva V-I

9. Diodos rectificadores • Curva V-I característica de los diodos iD[mA] VD[Volt.] IS = Corriente Saturación Inversa K = Cte. Boltzman (1.38x10-23J/K) VD = Voltaje diodo q = carga del electrón T = temperatura (ºK) ID = Corriente diodo http://www.ifent.org/lecciones/diodo/curva1.jpg

10. i [mA] 1 Si Ge V [Volt.] 0 -0.25 0.25 0.5 i [A] i [pA] V [Volt.] V [Volt.] 0 0 -0.5 -0.5 Si Ge -0.8 -10 Diodos rectificadores • Curva V-I característica para el Silicio y el Germanio Ge: mejor en conducción Si: mejor en bloqueo http://www.ate.uniovi.es/ribas/...05/Electronica.../Diodos_parte2.pps

11. I Ideal V Diodos rectificadores • Aproximaciones del diodo Diodo ideal http://www.profesormolina.com.ar/tutoriales/diodo/img00004.gif

12. I V Diodos rectificadores • Aproximaciones del diodo Potencial de barrera Sólo Voltaje de codo Ge = 0.3 Si = 0.6

13. I V Diodos rectificadores • Aproximaciones del diodo Modelo completo voltaje de codo y Resistencia directa

14. I I Curva real (simuladores, análisis gráfico) V V Diodos rectificadores • Aproximaciones del diodo Modelo completo Vs curva real voltaje de codo y Resistencia directa

15. Diodos rectificadores • Restricciones de los diodos Corriente máxima Límite térmico, sección del conductor I Voltaje inverso máximo Ruptura de la Unión por avalancha V 600 V/6000 A 1000 V /1 A 200 V /60 A

16. id IOmax VR Vd iS Diodos rectificadores • Parámetros encontrados en hojas de fabricante VR = 1000V Voltaje inverso máximo IOMAX (AV)= 1A Corriente directa máxima VF = 1V Caída de voltajedirecta IR = 50 nA Corriente inversa VR = 100V Voltaje inverso máximo IOMAX (AV)= 150mA Corriente directa máxima VF = 1V Caída de voltaje directa IR = 25 nA Corriente inversa

17. trr = tiempo de recuperación inversa Diodos rectificadores • Parámetros encontrados en hojas de fabricante Tiempo de recuperación inversa Baja frecuencia Alta frecuencia A alta frecuencia se aprecia un intervalo en el cual el diodo conduce corriente inversa.

18. + + Diodos rectificadores Tiempo de recuperación inversa en la unión PN N P + + - - - + + - + - - + + - + - + - + - - - + + - + + + - + - - Para que el diodo deje de conducir es necesario extraer los portadores minoritarios de las proximidades de la unión. El diodo conduce en sentido inverso durante un cierto tiempo: recuperación inversa.

19. VE VS + VS t VE - t ID VE t VD Circuitos con diodos rectificadores Rectificador de media onda

20. VS t Circuitos con diodos rectificadores Rectificador de media onda Vdc

21. Circuitos con diodos rectificadores Rectificador de onda completa http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/diodos/rectif/oc_2d/oc_2d/image001.gif

22. Circuitos con diodos rectificadores Rectificador de onda completa VL D1 D2 D1 D2 Vdc t

23. Circuitos con diodos rectificadores Rectificador de onda completa en puente

24. Circuitos con diodos rectificadores Rectificador de onda completa en puente VL D1, D3 D2,D4 D1,D3 D2,D4 Vdc t