Tipo de Materiales.

Los conductores.

Son aquéllos que permiten el paso de la corriente eléctrica, se caracterizan por que son elementos que en su último nivel de energía tienen un electrón libre que puede ser desplazado a otro átomo cuando se presenta una fuerza externa como por ejemplo la tensión.
Algunos ejemplos son el oro, la plata, el cobre, el aluminio.

Los aislantes.

Son aquellos que no permiten el paso de la corriente eléctrica, en teoría son aquellos elementos que tienen su ultimo nivel de energía completo por lo que no pueden dar ni recibir electrones. En la práctica estos materiales son aquellos formados por moléculas en las cuales mediante enlacen covalentes se han completado los niveles de energía.

Los semiconductores.

Son aquellos elementos que tienen 4 electrones en su último nivel de energía y dependiendo del tipo de enlaces tendrán comportamientos diferentes. Así, los elementos semiconductores se pueden comportar como materiales aislantes, material conductor de tipo N o material conductor de tipo P.

El Silicio como aislante

Es cuando el cristal de silicio se forma solo con átomos de silicio mediante enlacen covalentes, de tal manera que puedan compartir electrones y logren el ultimo nivel de 8 electrones.

El Silicio como conductor tipo P

Se obtiene cuando se dopa el silicio puro con materiales que tienen 3 electrones en su último nivel de energía como el Boro (B), Galio (Ga) o Indio (In) Aluminio (Al).

Como estos materiales tienen 3 electrones de valencia, al realizarse el enlace covalente queda un «hueco”, lo que hace que este silicio semiconductor de tipo P pueda recibir electrones, y comportarse como conductor.

El Silicio como conductor tipo N

Se obtiene cuando se dopa el silicio puro con materiales que tienen 5 electrones en su último nivel de energía como el Fósforo (P), Arsénico (As) o Antimonio (Sb)

Como estos materiales tienen 5 electrones de valencia, al realizarse el enlace covalente queda un electrón libre, lo que hace que este silicio semiconductor de tipo N pueda donar electrones, y comportarse como conductor.

El diodo rectificador.

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; consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos.

Diodo no polarizado.

Cuando el material tipo n y p se unen, los electrones y huecos cercanos a la unión se recombinan. Esto provoca que disminuya la cantidad de portadores libres cerca de la unión. Esta región con pocos portadores libres, se le conoce como región de agotamiento o empobrecimiento.

Polarización directa del diodo.

La polarización directa es cuando el diodo se conecta en su terminal p a el positivo y su terminal n al negativo de la fuente. Esta configuración de polarización «empujará» a los huecos en el material tipo p y a los electrones al material tipo n. De tal manera que estos se recombinarán cerca del limite por lo que se reducirá la región de agotamiento. El flujo de portadores minoritarios sigue igual que en Is. En polarización directa, el flujo depende principalmente en los portadores mayoritarios. Debido a la región de empobrecimiento reducida, y a la atracción del potencial contrario al material, se incrementa la corriente que fluye a través del diodo.

Polarización inversa del diodo.

Considerando la aplicación de un voltaje externo en la unión de materiales p-n, en donde la terminal positiva esta conectada al material del tipo n. El numero de iones positivos en el material n se incrementa en la unión, esto debido a la gran cantidad de electrones libres en la unión en el material p. Igual con los iones negativos y los huecos. El efecto final, es un incremento en la región de empobrecimiento. Una barrera tan ancha que los portadores mayoritarios no pueden pasar a través de esta. Sin embargo, los portadores minoritarios generan una corriente muy pequeña, esta corriente se le conoce como corriente inversa de saturación Is. Is suele tener valores de micros. (fuente: Hetpro Store)

Curva característica del Diodo Semiconductor.

Datasheet del Diodo Semiconductor 1N4004.

Rectificado de Media Onda

Rectificado de Onda Completa con toma central.

http://everycircuit.com/circuit/6306997486747648

Rectificado de Onda Completa con Diodo Puente.

Diodo Zener

Un diodo zener es un semiconductor que se distingue por su capacidad de mantener un voltaje constante en sus terminales cuando se encuentran polarizados inversamente, y por ello se emplean como elementos de control, se les encuentra con capacidad de ½ watt hasta 50 watt y para tensiones de 2.4 voltios hasta 200 voltios.El diodo zener polarizado directamente se comporta como un diodo normal, su voltaje permanece cerca de 0.6 a 0.7 V. Los diodos zener se identifican por una referencia, como por ejemplo: 1N3828 ó BZX85, y se especifican principalmente por su voltaje zener nominal (VZ) y la potencia máxima que pueden absorber en forma segura sin destruirse (PZ)

Regulador Zener