Informe Especial Lab Fisica 3

Escuela de Física
Laboratorio de Física General III
Prof.: Manuel Mesén
Daniel Rodríguez Cruz

Dispositivos no Óhmicos – diodos semiconductores

Objetivos:
El objetivo general es introducir el concepto de ni linealidad en diodos semiconductores, así como familiarizarse con sus propiedades no lineales y su comparación con un elemento lineal. En particular, interesa lo siguiente:
*Comprender el significado de no linealidad en componentes de circuito.
* Construir un circuito a partir del diagrama esquemático.
* Utilizar el digitalizador de señales en control por computadora.
* Elaborar las curvas características de elementos lineales y no lineales.
* Obtener la resistencia de los elementos.

Equipo:

* Fuente de corriente directa.
* Dos cajas deresistencias.
* Digitalizador de señales.
* Dos detectores de voltaje.
* Diodo rectificador de Silicio y diodo rectificador de Germanio.

Marco teórico:

La mayoría de diodos que son utilizados hoy en día son hechos de materiales semiconductores por ejemplo, los que se utilizaran en la práctica son de silicio y germanio. Para clasificar los semiconductores se dividen en dos grupos losintrínsecos y los extrínsecos. A continuación se dará una breve explicación de estos:
Semiconductores intrínsecos:
Se trata de una estructura cristalina perfecta donde los átomos están acomodados en figuras geométricas regulares. Los electrones de valencia estando en temperatura ambiente pueden ser excitados y así serán llamados electrones de conducción. Estando a temperatura ambiente lossemiconductores no conducen pero cuando se le aplica un campo magnético se excitaran los electrones de valencia y conducirá muy bien. Lo que ocurrirá es que al aplicar el campo se excitará uno de los electrones dejando así un hueco que será ocupado por otro electrón libre.
Semiconductores extrínsecos:
En el caso de los extrínsecos se habla de impurezas dentro de la red cristalina lo que va agenerar electrones de más dentro del sistema, estos electrones de más causaran el desplazamiento de electrones dentro de la red y generaran una corriente. Resultado de la unión entre los extrínsecos y los intrínsecos se generaran más electrones de conducción que huecos disponibles lo que indica que es un tipo n y en el caso contrario si se generan más huecos que electrones de conducción se estaríahablando de un tipo p. Para que un semiconductor sea n o p hay que analizar la impureza que posee y así se podrán clasificar.

Ahora veremos lo que sucede en caso de que se junten un tipo n y un tipo p. Como ya definimos anteriormente que era cada uno podemos ver que estos se complementarán ya que los huecos disponibles de uno serán ocupados por los electrones de valencia del otro y así se crearáuna situación de equilibrio llamada barrera de potencial.

Con todo esto podemos decir que en caso de que el lado p de un diodo se conecta a la parte positivo de una fuente de corriente directa se podrá superar la barrera de potencial. En caso de que sea conectado de la manera contraria el diodo generará una resistencia y la corriente inversa será muy pequeña. Con esto se demuestra que losdiodos no poseen un comportamiento óhmico.

Procedimiento:
Curvas Características

1. Abrir el programa Data Studio y busque la práctica correspondiente.
2. Arme un circuito que incluya una resistencia de 1000 Ω, el diodo de silicio y una fuente de poder que no debe ser encendida hasta que el profesor lo indique.
3. Conecte los sensores a las puntas del diodo y de la resistencia.
4.Asegúrese que el voltaje está en cero.
5. Presione el botón START en el programa y comience a aumentar el voltaje hasta que la corriente llegue a 0,040 A y presione el botón de STOP. No sobrepase este valor. Devuelva el voltaje a cero.
6. Repita los pasos 4 y 5 sustituyendo el diodo de silicio por uno de germanio y cambie la resistencia a 10 kΩ.
7. Sustituya el diodo de germanio por...