Laboratorio con el diodo semiconductor o resistor no lineal

I.- OBJETIVOS

Analizar circuitos conformados por resistencias No Lineales

II.- FUNDAMENTO TEORICO

EL DIODO SEMICONDUCTOR

Algunos dispositivos electrónicos son lineales, es decir su corriente es directamente proporcional a su voltaje. La razón por la cual se le llama lineales es que su gráfica corriente en función del voltaje resulta ser una línea recta. El ejemplo más sencillo de un dispositivo lineal es un resistor ordinario. Si se grafica su corriente contra voltaje, se obtiene una línea recta.

Un diodo es diferente. Debido a la barrera de potencial existente, no se comporta como lo hace un resistor. Por tanto, difícilmente se puede esperar que su gráfica sea igual que la de un resistor. Como se vera una gráfica de corriente en función del voltaje para un diodo es no lineal.

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La fig. 1 muestra el símbolo esquemático de un diodo rectificador. El lado p se llama ánodo, y el lado n es el cátodo. El símbolo del diodo es como una flecha que apunta del lado p al lado n, del ánodo al cátodo. Por ello, la flecha del diodo es un recordatorio de que la corriente convencional circula con facilidad del lado p al lado n. Si se prefiere el flujo de electrones, tendrá que invertirse la visualización. En este caso, la dirección fácil para el flujo de electrones es en contra de la flecha del diodo. Dicho en otra forma, puede pensarse que el diodo apunta hacia el lugar de donde vienen los electrones libres.

LA REGION DIRECTA

El voltaje de codo de un diodo es donde la curva para polarización directa comienza a subir. Este voltaje es aproximadamente igual a la barrera de potencial del diodo. El diodo es un dispositivo no lineal porque su gráfica de corriente en función del voltaje no es una línea recta. Siempre se usa un resistor limitador de corriente con un diodo para evitar que la corriente exceda de un cierto valor máximo.

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LA REGION INVERSA

En un diodo polarizado inversamente hay una corriente muy pequeña. En primera aproximación, esta corriente es cero porque un diodo polarizado inversamente es como un conmutador abierto.

EL DIODO IDEAL

El diodo ideal es un cortocircuito en la región directa de conducción y es un circuito abierto en la región inversa.

CONDICIONES DE C.C

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Aplicando la ley de voltajes de Kirchhoff alrededor del bucle indicado se tendrá la siguiente ecuación:

V = VD + VR

Despejando VD y reemplazando VR = ID.R, obtenemos:

VD = V - ID.R

III.- PARTE EXPERIMENTAL

CIRCUITOS

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IV.- EQUIPO Y MATERIALES

  • F : Fuente de Vcc = 0-15 V
  • M1 : Voltímetro 0-20 V
  • M2 : Miliamperímetro 0-10 mA
  • M3 : Microamperímetro 0-50 uA
  • R1 : Uno o dos diodos en sentido directo Imax=10 mA
  • R2 : 1 K
  • R3 : Diodo en sentido inverso Vr(máx) = -15 V
  • R4 : 100 K

V.- PROCEDIMIENTO

1.- Se hizo la medida de las resistores mediante el multitester resultando:

R2 = 1100 ohmios

R4 = 100 K ohmios

2.- Del circuito de la Fig. 4 resultaron los siguientes datos:

D1 I(mA) 0.014 0.016 0.022 0.028 0.034 0.042 0.16 0.22 0.55 1.1
  E(V) 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.5 1 1.5
D1+D2 I(mA) 0.006 0.008 0.012 0.018 0.022 0.027 0.032 0.12 0.38 0.66
  E(V) 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.5 1 1.5

3.- Del circuito de la Fig. 5 resultaron los siguientes datos:

I(mA) 0.012 0.017 0.024 0.030 0.035 0.041 0.047 0.02 0.04 0.05
E(V) 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.5 1 1.5

Diccionario electrónico

¿Qué es la Deriva electrónica?

La deriva electrónica es un concepto importante en la electrónica, especialmente en la teoría de los semiconductores y dispositivos electrónicos. Se refiere al movimiento neto de portadores de carga, ya sean electrones o huecos (deficiencias de electrones), debido a la aplicación de un campo eléctrico en un material semiconductor. Para comprender mejor este concepto, es necesario desglosar algunos elementos clave:

  1. Semiconductores: Los semiconductores son materiales que tienen una conductividad eléctrica intermedia entre los conductores (como los metales) y los aislantes. Ejemplos comunes de semiconductores incluyen el silicio (Si) y el germanio (Ge). Los semiconductores son fundamentales en la construcción de componentes electrónicos como diodos, transistores y circuitos integrados.

  2. Portadores de carga: En un semiconductor, los portadores de carga pueden ser electrones o huecos. Los electrones son partículas con carga negativa que pueden moverse a través del material. Los huecos son lugares donde falta un electrón y se comportan como portadores de carga positiva.

  3. Campo eléctrico: Un campo eléctrico es una región en la que las cargas eléctricas experimentan una fuerza debido a una diferencia de potencial eléctrico. En otras palabras, es la fuerza que impulsa a los electrones o huecos a moverse en una dirección específica.

Ahora, considerando estos elementos, podemos abordar la deriva electrónica:

Cuando se aplica un campo eléctrico a un semiconductor (por ejemplo, aplicando un voltaje a través de un componente semiconductor), los portadores de carga dentro del material experimentan una fuerza debido a ese campo eléctrico. Los electrones, que son cargas negativas, son empujados en la dirección del campo eléctrico, mientras que los huecos, que son cargas positivas, se mueven en la dirección opuesta.

La deriva electrónica se refiere específicamente a este movimiento neto de portadores de carga debido al campo eléctrico aplicado. Es importante tener en cuenta que la deriva electrónica es un proceso lento en comparación con otro fenómeno importante en los semiconductores, la difusión, que se refiere al movimiento aleatorio de portadores de carga debido a diferencias en su concentración.

La deriva electrónica es el movimiento ordenado y neto de electrones y huecos en un semiconductor bajo la influencia de un campo eléctrico. Este fenómeno es fundamental para el funcionamiento de dispositivos electrónicos, como los transistores, ya que permite controlar y dirigir el flujo de corriente eléctrica en un circuito.

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