Este documento describe diferentes tipos de dispositivos semiconductores como diodos, transistores y tiristores. Explica sus características principales y cómo funcionan, incluyendo sus curvas características. También describe circuitos integrados comunes como el 555 y el amplificador operacional 741.

1. Elementos que
se comporta
como
conductor y
como aislante
Esteban
Montero M.
ELECTROTECNIA 5-10

2. DIODOS
 Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que
permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un
solo sentido. Este término generalmente se usa para referirse
al diodo semiconductor, el más común en la actualidad

3. DIODO RECTIFICADOR
 En electrónica, un rectificador es el elemento o circuito que permite
convertir la corriente alterna en corriente continua.
 Existen dos tipos de diodos rectificadores: De media onda y de onda
completa
 Curva: Aclararemos también que habitualmente se trabaja sólo con la
parte de la curva limitada por los semiejes positivos de V e I

4. DIODO ZENER
Si a un diodo Tener se le aplica una corriente eléctrica del ánodo al cátodo (polarización
directa) toma las características de un diodo rectificador básico, pero si se le suministra
corriente eléctrica de cátodo a ánodo (polarización inversa), el diodo solo dejara pasar una
tensión constante.
El diodo Tener es un diodo de cromo que se ha construido para que funcione en las zonas
de rupturas
se ve que conforme se va aumentando negativamente el voltaje aplicado al diodo, la
corriente que pasa por el aumenta muy poco. Pero una vez que se llega a
un determinado voltaje, llamada voltaje o tensión de Tener (Vz), el aumento del voltaje
(siempre negativamente) es muy pequeño, pudiendo considerarse constante.

5. DIODO TÚNEL
 El Diodo Túnel es un diodo semiconductor que tiene una unión pn
 Los diodos Túnel son generalmente fabricados en Germanio, pero también en silicio y arseniuro
de galio.
 Cuando la resistencia es negativa, la corriente disminuye al aumentar el voltaje. En
consecuencia, el diodo túnel puede funcionar como amplificador, como oscilador o como
biestable
Curva:
- Cuando se aplica una pequeña tensión, el diodo tunnel empieza a conducir (la corriente
empieza a fluir).
- Si se sigue aumentando esta tensión la corriente aumentará hasta llegar un punto después del
cual la corriente disminuye.
- La corriente continuará disminuyendo hasta llegar al punto mínimo de un "valle" y ....
- Después volverá a incrementarse. En esta ocasión la corriente continuará aumentando
conforme aumenta la tensión.

6. DIODO LED
 Diodo emisor de luz
 La pata más larga siempre va a ser el ánodo
 En el lado del cátodo, la base del led tiene un borde plano
 Dentro del led, la plaqueta indica el ánodo, Se puede reconocer
porque es más pequeña que el yunque, que indica el cátodo
 Conectado en directa conduce con una caída de tensión de 0,7
voltios

7. FOTODIODO
 Es un semiconductor construido con una unión PN, sensible a la incidencia de la luz
visible o infrarroja.
 Para que su funcionamiento sea correcto se polariza inversamente, con lo que se producirá
una cierta circulación de corriente cuando sea excitado por la luz. Debido a su construcción,
los fotodiodos se comportan como células fotovoltaicas, es decir, en ausencia de luz exterior
generan una tensión muy pequeña con el positivo en el ánodo y el negativo en el cátodo.
 Curva: El comportamiento del fotodiodo en inversa se ve claramente influenciado por la
incidencia de luz. Conviene recordar que el diodo real presenta unas pequeñas corrientes de
fugas de valor IS. Las corrientes de fugas son debidas a los portadores minoritarios, electrones
en la zona P y huecos en la zona N. La generación de portadores debido a la luz provoca un
aumento sustancial de portadores minoritarios, lo que se traduce en un aumento de la
corriente de fuga en inversa tal y como se ve en la figura.

8. TRANSISTOR
 El transistor es un dispositivo
electrónico semiconductor utilizado para producir una señal de
salida en respuesta a otra señal de entrada. Cumple funciones
de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.

9. TRANSISTOR 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.
 La denominación de bipolar se debe a que la conducción tiene lugar gracias al
desplazamiento de portadores de dos polaridades (huecos positivos
y electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de aplicaciones; pero
tienen ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja.
 Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada,
comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal funciona
como emisor de portadores de carga.
 Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector.
 Colector, de extensión mucho mayor.

10. TRANSISTOR BJT
 Curva característica
 Regiones operativas: Región activa:
 Cuando un transistor no está ni en su región de saturación ni en la región de corte entonces está en una región
intermedia, la región activa. En esta región la corriente de colector (Ic) depende principalmente de la corriente
de base (Ib), de β (ganancia de corriente, es un dato del fabricante) y de las resistencias que se encuentren
conectadas en el colector y emisor. Esta región es la más importante si lo que se desea es utilizar el transistor
como un amplificador de señal.
 Región inversa:Al invertir las condiciones de polaridad del funcionamiento en modo activo, el
transistor bipolar entra en funcionamiento en modo inverso. En este modo, las regiones del colector y emisor
intercambian roles.
 Región de corte: Un transistor está en corte cuando: corriente de colector = corriente de emisor =
0,(Ic = Ie = 0)
 Región de saturación: Un transistor está saturado cuando: corriente de colector = corriente de
emisor = corriente máxima,(Ic = Ie = Máxima)

11. TRANSISTOR FET
 Es en realidad una familia de transistores que se basan en el campo
eléctrico para controlar la conductividad de un "canal" en un
material semiconductor. Los FET pueden plantearse
como resistencias controladas por diferencia de potencial.
 Tienen tres terminales, denominadas puerta (gate), drenador (drain) y
fuente (source).

12. TRANSISTOR FET
 Curva característica:
 ID = Corriente de Drenaje
 IDSS = Corriente de Drenaje de Saturación
 VGS = Voltaje Puerta-Fuente
 VP = Voltaje de ruptura o Pinch Voltage.
 Id=Idss1-VGSVp2

13. TRANSISTOR MOSFET
 Un transistor MOSFET consiste en un sustrato de material semiconductor dopado
en el que, mediante técnicas de difusión de dopantes, se crean dos islas de tipo
opuesto separadas por un área sobre la cual se hace crecer una capa de
dieléctrico culminada por una capa de conductor.
 Estado de corte
 Estado de corte Cuando la tensión de la puerta es idéntica a la del sustrato.
 Estado de NO conducción
 El MOSFET está en estado de no conducción: ninguna corriente fluye entre fuente
y drenador aunque se aplique una diferencia de potencial entre ambos.
 Conducción lineal
 Al polarizarse la puerta con una tensión negativa (pMOS) o positiva (nMOS), se
crea una región de deplexión en la región que separa la fuente y el drenador.

14. TRANSISTOR MOSFET
Curva característica
 Obsérvese cómo en esta curva aparecen tanto tensiones
negativas de VGS (trabajo en modo de empobrecimiento), como
positivas (trabajo en modo de enriquecimiento). La corriente más
elevada se consigue con la tensión más positiva de VGS y el corte
se consigue con tensión negativa de VGS(apag).

15. TIRISTORES
 Es un componente electrónico constituido por
elementos semiconductores que utiliza realimentación interna para
producir una conmutación. Los materiales de los que se compone son de
tipo semiconductor, es decir, dependiendo de la temperatura a la que se
encuentren pueden funcionar como aislantes o como conductores. Son
dispositivos unidireccionales porque solamente transmiten la corriente
en un único sentido. Se emplea generalmente para el control de potencia
eléctrica.

16. SCR
 Es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones pn con la
disposición pnpn (Figura 2). Está formado por tres terminales,
llamados Ánodo, Cátodo y Puerta. La conducción entre ánodo y cátodo es controlada
por el terminal de puerta. Es un elemento unidireccional (sentido de la corriente es
único), conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la vez.
 Interruptor casi ideal.
 • Soporta tensiones altas.
 • Amplificador eficaz.
 • Es capaz de controlar grandes potencias.
 • F{cil controlabilidad.
 • Relativa rapidez.
 • Características en función de situaciones pasadas (memoria).


17. SCR
 Curva caracteristica
 La interpretación directa de la curva característica del tiristor nos dice lo siguiente:
cuando la tensión entre ánodo y cátodo es cero la intensidad de ánodo también lo
es.
Hasta que no se alcance la tensión de bloqueo (VBO) el tiristor no se dispara.
Cuando se alcanza dicha tensión, se percibe un aumento de la intensidad en el
ánodo (IA), disminuye la tensión entre ánodo y cátodo, comportándose así como
un diodo polarizado directamente.
 Cuando se polariza inversamente se observa una débil corriente inversa (de fuga)
hasta que alcanza el punto de tensión inversa máxima que provoca la destrucción
del mismo.

18. TRIAC
 Es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores. La diferencia con
un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De
forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar
la corriente alterna.
 El TRIAC conmuta del modo de corte al modo de conducción cuando se inyecta
corriente a la compuerta. Después del disparo la compuerta no posee control sobre el
estado del TRIAC. Para apagar el TRIAC la corriente anódica debe reducirse por debajo
del valor de la corriente de retención Ih.
 - La corriente y la tensión de encendido disminuyen con el aumento de temperatura y
con el aumento de la tensión de bloqueo.
 - La aplicación de los TRIACS, a diferencia de los Tiristores, se encuentra básicamente
en corriente alterna. Su curva característica refleja un funcionamiento muy parecido al
del tiristor apareciendo en el primer y tercer cuadrante del sistema de ejes. Esto es
debido a su bidireccionalidad.
 - La principal utilidad de los TRIACS es como regulador de potencia entregada a una
carga, en corriente alterna.


19. DIAC
 Disparable que conduce la corriente sólo tras haberse superado
su tensión de disparo, y mientras la corriente circulante no sea
inferior al valor característico para ese dispositivo.
 Se emplea normalmente en circuitos que realizan un control de
fase de la corriente del triac, de forma que solo se aplica tensión a
la carga durante una fracción de ciclo de la alterna.

20. DIAC
 Curva característica
V(+ ó -) < Vb0 , el elemento se comporta
como un circuito abierto.
- V(+ ó -) > Vb0 , el elemento se comporta
como un cortocircuito.
Hasta que la tensión aplicada entre sus
extremos supera la tensión de disparo Vb0;
la intensidad que circula por el
componente es muy pequeña. Al superar
dicha tensión la corriente aumenta
bruscamente, disminuyendo como
consecuencia la tensión.

21. TIRISTOR IGBT
 Es un dispositivo semiconductor que generalmente se aplica
como interruptor controlado en circuitos de electrónica de
potencia.
 Es un componente de tres terminales que se denominan GATE
(G) o puerta, COLECTOR (C) y EMISOR (E) y su símbolo
corresponde al dibujo de la figura siguiente
 El IGBT se suele usar cuando se dan estas condiciones:
 Bajo ciclo de trabajo
 Baja frecuencia (< 20 kHz)
 Aplicaciones de alta tensión (>1000 V)
 Alta potencia (>5 kW

22. TIRISTOR IGBT
Curva característica

23. TIRISTOR UJT
 Es un tipo de tiristor que contiene dos zonas semiconductoras
 Esta constituido por dos regiones contaminadas con tres
terminales externos: dos bases y un emisor
 El emisor esta fuertemente dopado con impurezas p y la región n
débilmente dopado con n.

24. TIRISTOR UJT
 Curva característica
 Se definen dos puntos críticos: punto de pico o peak-point (Vp,
Ip) y punto de valle o valley-point (Vv, Iv), ambos verifican la
condición de dVE/dIE = 0.
 Estos punto a su vez definen tres regiones de operación: región de
corte, región de resistencia negativa y región de saturación, que
se detallan a continuación:


25. CIRCUITO INTEGRADO 555
 Es un circuito integrado (chip) se utiliza en una variedad de temporizador , la
generación de impulsos, y de oscilador aplicaciones. El 555 puede ser utilizado para
proporcionar retardos de tiempo, como un oscilador , y como un elemento flip-flop .
 Terminales:
 GND (normalmente la 1)
 Disparo (normalmente la 2)
 Salida (normalmente la 3)
 Reset (normalmente la 4)
 Control de voltaje (normalmente la 5)
 Umbral (normalmente la 6)
 Descarga (normalmente la 7)
 Voltaje de alimentación (VCC) (normalmente la 8)

26. AMPLIFICADOR OPERACIONAL 741
 Se trata de un dispositivo
electrónico (normalmente se
presenta como circuito
integrado) que tiene dos
entradas y una salida.
 Sus aplicaciones pueden ser:
 Generadores de ondas, filtros
dinámicos, amplificadores de
señal, comparadores de
voltaje, temporizadores, etc.
 ALTA impedancia de entrada.
 BAJA impedancia de salida.
 GRAN ganancia de tensión entre
los circuitos de entrada y salida
(tiende a infinito).
 AMPLIFICA LINEALMENTE
(sin distorsión) señales de
corriente continua y alterna