Fisica De Semiconductores

Como el GTO tiene una conducción de corriente unidireccional, y puede ser apagado en cualquier instante, éste se aplica en circuitos chopper (conversiones de dc- dc) y circuitos inversores (conversiones dc -ac) a niveles de potencia en los que los MOSFET's, TBJ's e IGBT's no pueden ser utilizados. A bajos niveles de potencia los semiconductores de conmutación rápida son preferibles. En la conversión de AC - DC, los GTO's, son útiles porque las estrategias de conmutación que posee, pueden ser usadas para regular la potencia, como el factor de potencia.

A nivel industrial algunos usos son:

trocadores y convertidores.

Control de motores asíncronos.

Inversores.

Caldeo inductivo.

Rectificadores.

Soldadura al arco.

Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI).

Control de motores.

Tracción eléctrica.

Contenido

Introducción 3

El transistor de Unijuntura (UJT) 5

PUT - Transistor Uniunión Programable 7

MOSFET 8

Estructura metal-óxido-semiconductor 9

Estructura MOSFET y formación del canal 10

Transistor IGBT 12

Tiristor GTO 13

Bibliografía 15

Introducción

En la siguiente investigación se presentaran algunos de los componentes utilizados dentro del área de la electrónica, como lo son el UJT, BJT, Mosfet de potencia, entre otros.

También se hablará sobre su importancia dentro de la electrónica, así como sobre cómo se utiliza o en otras palabras, como debe de polarizarse para que éste funcione correctamente. A todo esto le agregaremos las principales características de todos estos dispositivos especiales muy importantes dentro de la electrónica.

Por último, se dará a conocer la estructura interna y el símbolo de cada uno de estos dispositivos electrónicos.

Todo esto con la finalidad de que los próximos alumnos a cursar esta materia puedan tener a su alcance información confiable y precisa sobre estos componentes, sin la necesidad de tener que buscar uno a uno en distintos libros donde te saturan de información algunas veces innecesaria por lo que, como autor, me he dado a la tarea de redactar de la forma más practica posible para su mayor comprensión.

El transistor de Unijuntura (UJT)

El transistor uniunión (en inglés UJT: UniJuntion Transistor) es un tipo de tiristor que contiene dos zonas semiconductoras. Tiene tres terminales denominados emisor ( ), base uno ( ) y base dos ( ). Está formado por una barra semiconductora tipo N, entre los terminales , en la que se difunde una región tipo P+, el emisor, en algún punto a lo largo de la barra, lo que determina el valor del parámetro η, standoff ratio, conocido como razón de resistencias o factor intrínseco.

Este dispositivo se utiliza, fundamentalmente, como generador de pulsos de disparo para SCR y TRIACs.

El UJT, que en realidad está compuesto solamente por dos cristales. Al cristal P se le contamina con una gran cantidad de impurezas, presentando en su estructura un número elevado de huecos. Sin embargo, al cristal N se le dopa con muy pocas impurezas, por lo que existen muy pocos electrones libres en su estructura. Esto hace que la resistencia entre las dos bases RBB sea muy alta cuando el diodo del emisor no conduce.

Una de las aplicaciones del UJT más común es como generador de pulsos en diente de sierra. Estos pulsos resultan muy útiles para controlar el disparo de la puerta de TRIACS y SCR.

Su funcionamiento es como sigue: Al aplicar una tensión VCC al circuito serie R-C, formado por la resistencia variable RS y el condensador CS, dicho condensador comienza a cargarse. Como este condensador está conectado al emisor, cuando se supere la tensión intrínseca, el UJT entrará en conducción. Debido a que el valor óhmico de la resistencia R1 es muy pequeño, el condensador se descargará rápidamente, y en el terminal de B1 aparecerá un impulso de tensión. Al disminuir la corriente de descarga del condensador, sobre el emisor del UJT, por debajo de la de mantenimiento, éste se desceba y comienza otro nuevo ciclo de carga y descarga del condensador. Así, se consigue que en el terminal de la base 1 aparezca una señal pulsante en forma de diente de sierra, que puede utilizarse para controlar los tiempos de disparo de un SCR o de un TRIAC. Para regular el tiempo de disparo es suficiente con modificar el valor óhmico de la resistencia variable RS, ya que de ésta depende la constante de tiempo de carga del condensador.

PUT - Transistor Uniunión Programable

El PUT (Transistor Uniunión programable) es un dispositivo que, a diferencia del transistor bipolar común (que tiene 3 capas: NPN o PNP), tiene 4 capas.

El transistor PUT tiene 3 terminales como otros transistores y sus nombres son: cátodo K, ánodo A, puerta G.

A diferencia del UJT, este transistor permite que se puedan controlar los valores de RBB y VP que en el UJT son fijos. Los parámetros de conducción del PUT son controlados por la terminal G.

Este transistor tiene dos estados: Uno de conducción (hay corriente entre A y K y la caída de voltaje es pequeña) y otro de corte cuando la corriente de A a K es muy pequeña.

Este transistor se polariza de la siguiente manera:

El uso del PUT se encuentra casi limitado a su utilización en osciladores de relajación para disparo de tiristores de potencia en aplicaciones de control de fase. Su alta sensibilidad, les permite trabajar con elevados valores de resistencia de temporización o pequeños valores de capacitancia, en aplicaciones de baja corriente, tales como temporizaciones muy largas o en circuitos alimentadas con baterías. Adicionalmente, por su conmutación debido a un proceso de realimentación positiva de elementos activos, presentan menores tiempos de conmutación que los UJT donde este proceso se debe a un cambio en la conductividad de la barra de silicio por inyección de portadores. En consecuencia menores valores de capacitancia producen pulsos de disparos de la potencia adecuada.

MOSFET

El transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor o MOSFET (en inglés Metal-oxide-semiconductor Field-effect transistor) es un transistor utilizado para amplificar o conmutar señales electrónicas. Es el transistor más utilizado en la industria microelectrónica, ya sea en circuitos analógicos o digitales, aunque el transistor de unión bipolar fue mucho más popular en otro tiempo. Prácticamente la totalidad de los microprocesadores comerciales están basados en transistores MOSFET.

El MOSFET es un dispositivo de cuatro terminales llamados surtidor (S), drenador (D), compuerta

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