Principios básicos De Los Diodos

MATERIA:

(Fundamentos de Investigación)

DOCENTE:

MC. Susana Violeta Martínez Hernández

TÍTULO:

(Principios básicos y generalizados de los diodos semiconductores de material tipo p-n emisores de luz.)

ALUMNO:

Cristian César Bedolla Jiménez

NUMERO DE CONTROL:

E13120228

CARRERA:

Ing. Electrónica

DEPARTAMENTO:

Coordinación de Electrónica

GRUPO:

“A”

SEMESTRE:

Primero

Uriangato, Guanajuato, 21 de Noviembre del 2013.

Introducción

En este trabajo estaremos tratando sobre los principios básicos y generalizados de los diodos semiconductores tipo p-n emisores de luz. Para lo cual vamos a comenzar describir que un diodo siendo un elemento electrónico que tiene un cierto comportamiento cuando se le induce una corriente eléctrica a través de el, pero de las características de esta corriente para que el dispositivo tenga un comportamiento que nos sea útil. También explicaremos que es un semiconductor y los materiales extrínsecos siendo estas las características fundamentales de los diodos. Para que con el complemento de la información establecida se pueda tener un concepto claro y preciso de lo que es un diodo emisor de luz.

Diodo

El diodo, es el mas simple de los dispositivos semiconductores, pero tiene un papel fundamental para los sistemas electrónicos ya que cuenta con características que lo asemejan a un interruptor sencillo. Lo encontramos en una amplia gama de usos y aplicaciones desde las más simples hasta las más complejas. Es un componente electrónico de dos terminales que solamente permite el paso de la corriente en un sentido, pudiendo actuar como elemento rectificador o detector. Los primeros diodos eran válvulas o tubos de vacío con dos electrodos (un ánodo y un cátodo), fueron desarrollados por John A. Fleming en 1904 a partir de los experimentos de Thomas A. Edison y utilizados en los receptores de radio como elementos de detección de señal (boylestand). El término diodo aparece en 1919 a partir de las raices griegas " dia", que significa "a través" y "oda" que significa "camino". (Ingeniatic)

Un diodo semiconductor moderno está hecho de cristal semiconductor con impurezas en él para crear una región que contiene portadores de carga negativa (electrones), llamado semiconductor de tipo n, y una región en el otro lado que contiene portadores de carga positiva (huecos), llamado semiconductor tipo p.

Este tipo de comportamiento se consigue mediante una diferencia en la concentración de impurezas a través de un proceso de dopado. Las terminales del diodo se unen a cada región. El límite dentro del cristal de estas dos regiones, llamado una unión P-N, es donde la importancia del diodo toma su lugar. Al establecerse una corriente de difusión, aparecen cargas fijas en una zona a ambos lados de la unión, zona que recibe el nombre de región de agotamiento. (Boylestad)

A medida que progresa el proceso de difusión, la región de agotamiento va incrementando su anchura profundizando en ambos lados de la unión. Sin embargo, la acumulación de iones positivos en la zona n y de iones negativos en la zona p, crea un campo eléctrico que actuará sobre los electrones libres de la zona n con una determinada fuerza de desplazamiento, que se opondrá a la corriente de electrones y terminará deteniéndolos. Cuando se somete al diodo a una diferencia de tensión externa, se dice que el diodo está polarizado, pudiendo ser la polarización directa o inversa.

Sin embargo, los diodos pueden tener un funcionamiento más complejo, comportándose de forma no lineal y permitiendo su utilización en otro tipo de aplicaciones. Por ejemplo, los diodos Zener permiten la regulación del voltaje; los diodos varicap o varactores, tienen un comportamiento equivalente a un condensador variable controlado por tensión y son utilizados en los circuitos de sintonía para los receptores de radio; los diodos tunel son utilizados para generar oscilaciones de alta frecuencia; los fotodiodos permiten la conversión de luz en electricidad, proporcionando una corriente eléctrica proporcional a la luz que lo incide; los diodos LED (Ligth Emiting Diodes) son utilizados en múltiples aplicaciones, como emisores para las comunicaciones ópticas, o para producir luz. Otros tipos de diodo son los diodos Gunn y los diodos Laser, que permiten la generación se señales de radiofrecuencia o señales luminosas de alta coherencia. (Wikipedia, Diodo)

Materiales Semiconductores

En 1940 Russell Ohl, investigador de los Laboratorios Bell, descubrió que si a ciertos cristales se le añadía una pequeña cantidad de impurezas su conductividad eléctrica variaba cuando el material se exponía a una fuente de luz. Ese descubrimiento condujo al desarrollo de las celdas fotoeléctricas o solares. Posteriormente, en 1947 William Shockley, investigador también de los Laboratorios Bell, Walter Brattain y John Barden, desarrollaron el primer dispositivo semiconductor de germanio (Ge), al que denominaron “transistor” y que se convertiría en la base del desarrollo de la electrónica moderna. (Asifunciona)

El término semiconductor revela por sí mismo una idea de sus características. El prefijo semi suele aplicarse a un rango de niveles situado a la mitad entre dos límites.

El término conductor se aplica a cualquier material que soporte un flujo generoso de carga, cuando una fuente de voltaje de magnitud limitada se aplica a través de sus terminales.

Un aislante es un material que ofrece un nivel muy bajo de conductividad bajo la presión de una fuente de voltaje aplicada.

Un semiconductor, por tanto, es un material que posee un nivel muy bajo de conductividad sobre algún punto entre los extremos de un aislante y un conductor.

De manera inversa, y relacionada con la conductividad de un material, se encuentra su resistencia al flujo de la carga o corriente. Esto es, mientras más alto es el nivel de conductividad, menor es el nivel de resistencia. (Bolestad)

Estos materiales se comportan como aislantes a bajas temperaturas pero a temperaturas más altas se comportan como conductores. La razón de esto es que los electrones de valencia están ligeramente ligados a sus respectivos núcleos atómicos, pero no lo suficiente, pues al añadir energía elevando la temperatura son capaces de abandonar el átomo para circular por la red atómica del material. En cuanto un electrón abandona un átomo, en su lugar deja un hueco que puede ser ocupado

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