Fundamentos de Semiconductores: Diodos, Transistores y Aplicaciones Electrónicas
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Semiconductores
Los elementos más simples para fabricar semiconductores son el silicio y el germanio. En estado puro, ambos materiales actúan como aislantes.
Diodo
Al unir un semiconductor tipo P (+) y un semiconductor tipo N (-), obtenemos el dispositivo electrónico más simple: el diodo. Su representación esquemática es: (+)--->|---(-).
En su funcionamiento, se produce una pérdida de energía eléctrica que se transforma en calor, siendo este el punto débil de los dispositivos que emplean semiconductores.
Aplicación del diodo como protección
Se puede utilizar un diodo como protección para equipos electrónicos, evitando daños por una inversión accidental en la polaridad de la alimentación.
Aplicación de los diodos como disyuntor
La función del diodo como disyuntor es permitir el paso de corriente solo en sentido directo. Por ejemplo, al colocar un diodo entre el alternador y la batería, la corriente solo circulará del generador hacia la batería, impidiendo el flujo inverso.
Aplicación de los diodos rectificadores
Es posible utilizar el alternador como generador de corriente alterna rectificada para cargar baterías. Si conectamos diodos en un generador de corriente alterna, solo pasarán los medios ciclos positivos (+), eliminando los medios ciclos negativos (-).
Diodo Zener
Podemos definir al diodo Zener como un diodo conectado a un circuito en sentido inverso. Su función principal no es rectificar, sino trabajar como estabilizador de tensión (----->^----).
Aplicación del diodo Zener
Mientras la tensión sea inferior a la tensión Zener, las variaciones no afectarán a la carga. En cambio, un aumento de voltaje que sobrepase la tensión Zener producirá un paso de corriente a través de él y la resistencia limitadora ocasionará una caída de tensión estabilizada.
Fórmula de intensidad máxima: I = Potencia Zener / Tensión Zener.
Tiristor
El tiristor es una llave electrónica que se cierra cuando se le aplica voltaje positivo (+) en su terminal llamado gatillo (gate). Es similar a un diodo, pero con la diferencia de que posee este terminal adicional para disparar el tiristor al estado de conducción.
El Triac
Su funcionamiento es similar a los anteriores y se utiliza como llave electrónica para encender o conectar cargas eléctricas que manejan corriente alterna. Posee tres terminales: MT1, MT2 y puerta (gate).
Transistores
Se componen de la unión de tres semiconductores. Pueden ser de tipo PNP, cuando están formados por dos partes positivas y una negativa, o NPN.