FUNDAMENTOS DE SEMICONDUCTORES

FUNDAMENTOS DE SEMICONDUCTORES

A largo de la historia muchos científicos han logrado importantes avances en cuanto al tema de corriente eléctrica se refiere, en 1915 aparece el detector de galena, el periodo comprendido entre 1939-40, se puede decir que fue un periodo de incertidumbre, ya en 1948, surge un nuevo hallazgo el transistor de puntas; en 1950 el transistor de Shockley; en 1953 el diodo de túnel; en 1958 el tecnetrón, y en 1960 los circuitos integrados, etc. Siendo el más importante el transistor.

A lo largo de la historia los semiconductores se han empleado en varias mezclas con innumerables elementos, y se emplean principalmente para la fabricación de transistores. En el año de 1947cientificos de los laboratorios BELL descubren un semiconductor que podría remplazar al tubo  y este sería el DIODO hecho de Germanio.

DIODO

Es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido,​ bloqueando el paso si la corriente circula en sentido contrario. Esto hace que el diodo tenga dos posibles posiciones: una a favor de la corriente (polarización directa) y otra en contra de la corriente (polarización inversa).​ De esto podemos ver las clases de diodos como son:

• Los diodos pn, son uniones de dos materiales semiconductores extrínsecos tipos p y n, por lo que también reciben la denominación de unión pn.
• Diodos de protección térmica los cuales son capaces de proteger cables.

Cuando se somete al diodo a una diferencia de tensión externa, se dice que el diodo está polarizado, pudiendo ser la polarización:

• Directa: En este caso, la batería disminuye la barrera de potencial de la zona de carga espacial, permitiendo el paso de la corriente de electrones a través de la unión; es decir, el diodo polarizado directamente conduce la electricidad.
• Inversa: En este caso, el polo negativo de la batería se conecta a la zona p y el polo positivo a la zona n, lo que hace aumentar la zona de carga espacial, y la tensión en dicha zona hasta que se alcanza el valor de la tensión de la batería.

Diodos De Propósito Especial

• Diodo avalancha: Un diodo avalancha, es un diodo semiconductor diseñado especialmente para trabajar en tensión inversa.
• Un fotodiodo: Semiconductor construido con una unión PN, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja.
• Diodo Gunn: Es una forma de diodo usado en la electrónica de alta frecuencia. A diferencia de los diodos ordinarios construidos con regiones de dopaje P o N, solamente tiene regiones del tipo N, razón por lo que impropiamente se le conoce como diodo.
• Diodo láser: Dispositivo semiconductor similar a los diodos LED pero que bajo las condiciones adecuadas emite luz láser. A veces se los denomina diodos láser de inyección, o por sus siglas inglesas LD o ILD.
• Diodo emisor de luz, también conocido como LED es un dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN del mismo y circula por él una corriente eléctrica.
• 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).
• 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 dipositivos 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).
• Diodo Shockley es un dispositivo de dos terminales que tiene dos estados estables: OFF o de alta impedancia y ON o baja impedancia. No se debe confundir con el diodo de barrera Schottky, formado por cuatro capas de semiconductor tipo n y p, dispuestas alternadamente. Es un tipo de tiristor.
• El Diodo túnel es un diodo semiconductor que tiene una unión pn, en la cual se produce el efecto túnel que da origen a una conductancia diferencial negativa en un cierto intervalo de la característica corriente-tensión.
• El Diodo de capacidad variable o Varactor (Varicap) es un tipo de diodo que basa su funcionamiento en el fenómeno que hace que la anchura de la barrera de potencial en una unión PN varie en función de la tensión inversa aplicada entre sus extremos.
• Diodo Zener, es un diodo de silicio que se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas. Llamados a veces diodos de avalancha o de ruptura, el diodo zener es la parte esencial de los reguladores de tensión casi constantes con independencia de que se presenten grandes variaciones de la tensión de red, de la resistencia de carga y temperatura.

TRANSISTORES

El transistor de unión bipolar (del inglés Bipolar Junction Transistor, o sus siglas BJT) es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales. Se usan generalmente en electrónica analógica. También en algunas aplicaciones de electrónica digital como la tecnología TTL o BICMOS.

Está formado por dos Uniones PN en un solo cristal semiconductor, separados por una región muy estrecha. De esta manera quedan formadas tres regiones:

• Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada, comportándose como un metal.
• Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector.
• Colector, de extensión mucho mayor.

Existen varios tipos de Transistores de Unión bipolar

NPN: Es uno de los dos tipos de transistores bipolares, en los cuales las letras "N" y "P" se refieren a los portadores de carga mayoritarios dentro de las diferentes regiones del transistor. Hoy en día estos son los que se usan mayormente.

PNP: con las letras "P" y "N" refiriéndose a las cargas mayoritarias dentro de las diferentes regiones del transistor. Se usan muy poco en la actualidad.

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