1. FÍSICA ELECTRÓNICA
Rojas Reategui, Raul
Lorenzo Rosales, Angel
Ing. Sistemas
IV

2. HISTORIA DE LOS
SEMICONDUCTORES
La historia de los semiconductores comienza en su
utilización con fines técnicos, se utilizaron como
pequeños detectores diodos y se emplearon a
principios del siglo XX, en los radioreceptores de
esa época.
En 1940 Russell Ohl, investigador de los Laboratorios
Bell, realizó un descubrimiento que se basaba en
que si a ciertos cristales se le añadía una pequeña
cantidad de impurezas su conductividad eléctrica
variaba cuando el material se exponía a una
fuente de luz. Ese descubrimiento condujo al
desarrollo de las celdas fotoeléctricas o solares.
En 1947 William Shockley, investigador también de
los Laboratorios Bell y Walter Houser Brattain, junto
a John Bardeen, desarrollaron el primer dispositivo
semiconductor de germanio (Ge), al que
denominaron “transistor” y que se convertiría en la
base del desarrollo de la electrónica moderna.

3. Algunos semiconductores, como el silicio (Si), el germanio (Ge) y el
selenio (Se), constituyen elementos que poseen características
intermedias entre los cuerpos conductores y los aislantes, por lo que no
se consideran ni una cosa, ni la otra. Sin embargo, bajo determinadas
condiciones esos mismos elementos permiten la circulación de la
corriente eléctrica en un sentido, pero no en el sentido contrario. Esta
propiedad se utiliza para rectificar corriente alterna, detectar señales de
radio, amplificar señales de corriente eléctrica, funcionar como
interruptores o compuertas utilizadas en Electrónica Digital, entre otras.
La mayor o menor conductividad eléctrica que pueden presentar los
materiales semiconductores depende en gran medida de su
temperatura interna. En el caso de los metales, a medida que la
temperatura aumenta, la resistencia al paso de la corriente también
aumenta, disminuyendo la [[conductividad]fila 1, celda 2]. Todo lo
contrario ocurre con los elementos semiconductores, pues mientras su
fila 1, celda 2temperatura aumenta, la conductividad también
aumenta.
Podemos decir que la conductividad de un elemento semiconductor se
puede variar aplicando diferentes métodos como:
Elevación de su temperatura Introducción de impurezas (dopaje) dentro
de su estructura cristalina Incrementando la iluminación.

4. TIPOS DE
SEMICONDUCTORES
Se pueden clasificar en dos tipos:
Semiconductores intrínsecos: son los que poseen una conductividad
eléctrica fácilmente controlable y, al combinarlos de forma correcta,
pueden actuar como interruptores, amplificadores o dispositivos de
almacenamiento.
Semiconductores extrínsecos: se forman al agregar a un semiconductor
intrínseco sustancias dopantes o impurezas, su conductividad dependerá
de la concentración de esos átomos dopantes.
Dependiendo de esas impurezas habrán dos tipos:
Semiconductores de tipo n: En las redes de Si o Ge se introducen
elementos del grupo 15 los cuales debido a que tienen un electrón mas
en su capa de valencia que los elementos del grupo14 se comportan
como impurezas donadoras de electrones o portadores negativos.
Semiconductores de tipo p: En este caso se introducen elementos del
grupo 13 que presentan un electrón menos en su capa de valencia, por
lo que se comportan como aceptores o captadores de electrones.

5. Número
atómico
Nombre del
elemento
Pertenece a:
48
Cd (Cadmio)
Metales
5
B (Boro)
No metales
13
Al (Aluminio)
Metales
31
49
Ga (Galio)
In (Indio)
Metales
Metales
14
Si (Silicio)
Metaloides
32
Ge (Germanio)
Metaloides
15
P (Fósforo)
No metales
33
As (Arsénico)
Metaloides
51
Sb (Antimonio)
Metaloides
16
S (Azufre)
No metales
34
Se (Selenio)
No metales
52
Te (Telurio)
Metaloides
ELEMENTOS
SEMICONDUCTORES

6. Tipos de
semiconductores
Ejemplos
Semiconductores
simples
Si, Ge
Semiconductores
compuestos IV-IV
SiC, SiGe
Semiconductores
compuestos III-V
GaAs, GaP, GaSb, AlAs,
AlP, AlSb, InAs, InP, InSb
Semiconductores
compuestos II-VI
ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS,
CdSe, CdTe
Aleaciones
AlxGa1–xAs, GaAs1–xPx,
Hg1–xCdxTe, GaxIn1–
xAs1–yPy
LOS SEMICONDUCTORES
EN LA ELECTRÓNICA
Los semiconductores poseen propiedades
eléctricas, por lo que algunos de ellos son
empleados dentro de esta industria. Los
principales semiconductores dentro de la
electrónica son:

7. APLICACIONES DE LOS SEMICONDUCTORES EN
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS
Actualmente se han desarrollado muchos
dispositivos electrónicos, haciendo uso de
sus propiedades de transporte, algunos de
estos semiconductores son;
Termistores: Su conductividad depende
de la temperatura que alcance.

8. Transductores de presión:
Cuando aplicamos presión a este tipo de
semiconductor, sus átomos se cierran, el gap
de energía se estrecha y esto conlleva a que
su conductividad aumente
considerablemente.

9. Rectificadores (dispositivos de unión del tipo
p-n):
se producen uniendo los semiconductores
del tipo n y p, formando una unión del tipo
p-n, cuándo ocurre esto los electrones se
concentran en la unión del tipo n y los
huecos en la unión p, este desequilibrio
electrónico crea un voltaje mediante la
unión.

10. Transistores de unión bipolar:
este transistor se utiliza como interruptor
o amplificador, por lo general se utiliza
en unidades de procesamiento central
de las computadoras por la eficiencia
en dar una respuesta rápida a la
conmutación.

11. Transistores de efecto de campo:
son utilizados frecuentemente
para almacenar información en la
memoria de los ordenadores. El
transistor de efecto de campo
(FET), se comporta de forma algo
distinta a los de unión bipolar.

12. REGULADORES DE
VOLTAJE
Regulador de transistor con diodo zener.
Como los diodos zener presentan una zona de ruptura típica a una
determinada tensión inversa ( Vz ) .- Si se utiliza esta propiedad que
corresponde a una fuente ideal de voltaje para entregar una tensión
constante o estabilizada a una carga que presenta como característica
un consumo variable, para su funcionamiento.También este dispositivo debe resguardar las posibles fluctuaciones o
variaciones de la tensión ondulatoria residual de entrada.
Este circuito es el mas sencillo de los reguladores y es el de alimentación
de potencia regulada, que esta hecho a base de diodo zener, como se
muestra en la figura de arriba.

13. CIRCUITOS
AMPLIFICADORES
Redes de acoplamiento.
Cuando un sistema está compuesto por más de una etapa de transistores, es necesario conectar, o
acoplar, los transistores entre sí. Existen muchas formas comunes de lograr esta interpretación entre
amplificadores. En las siguientes secciones se analizan los acoplamientos directo, capacitivo, por
transformador y óptico.
Acoplamiento directo
Dos amplificadores están acoplar es directamente si la salida del primer amplificador se conecta
en forma directa a la entrada del segundo sin utilizar capacitores. La salida en ca de la primera
etapa está superpuesta con el nivel de cd estático de la segunda etapa. El nivel de cd de la salida
de la etapa anterior se suma al nivel de cd de polarización de la segunda etapa. Para compensar
los cambios en los niveles de polarización, en amplificador utiliza diferentes valores de fuentes de
tensión de cd en lugar de una fuente de Vic sencilla.
El acoplamiento directo se pueden utilizar de manera efectiva al acoplar en amplificador EC a uno
ES. El amplificador acoplado directamente tiene una buena respuesta en frecuencias pues no
existen elementos de almacenamiento en serie (es decir, sensibles a la frecuencia) que afecten la
señal de salida en baja frecuencia.

14. Acoplamiento capacitivo
Constituye la forma más simple y efectiva de desacoplar los efectos del nivel de cd de la primera etapa
amplificador, de aquellos de la segunda etapa. En capacitor separa el componente de cd de la señal de ca.
Por tanto, la etapa anterior no afecta la polarización de la siguiente. Para asegurar que la señal no cambie de
manera significativa por la adición de un capacitor, es necesario que esté se comporte como cortocircuito
para todas las frecuencias a amplificar.
Acoplamiento por transformador
Se puede utilizar un transformador para acoplar dos etapas del amplificador. Este tipo de acoplamiento se
utiliza a menudo cuando se amplifican señales de alta frecuencia. Los transformaciones son más costosos que
los capacitores, aunque sus ventajas pueden justificar el costo adicional. A través de una elección adecuada
de la razón de vueltas, se puede utilizar un transformador para aumentar ya sea la ganancia de tensión o bien
la de corriente fondo. Por ejemplo, encina etapa de salida de el amplificador vez potencia, en transformador
se utiliza para aumentar la ganancia de corriente. Existen otros beneficios asociados con el uso de un
transformador. Por ejemplo, el transformador se puede sintonizar para resonar de manera que se convierta en
un filtro pasa-banda (filtro que pasa las frecuencias deseadas y atenúa las frecuencias que quedan fuera de
la banda requerida).
Acoplamiento óptico
Muchas aplicaciones requieren el acoplamiento óptico de circuitos electrónicos. Estas aplicaciones se pueden
clasificar como sigue:
- dispositivos sensibles a la luz y emisores de luz.
- detectores y emisores discretos para sistemas de fibra óptica.
- módulos interruptor/ reflector que detectan objetos que modifican la trayectoria de la luz.
- aisladores /acopladores que transmiten señales eléctricas sin conexiones eléctricas.

16. http://www.ecured.cu
http://es.wikipedia.org/
http://www.monografias.com
http://www.electronica-basica.com
www.ecured.cu
www.onsemi.com
www.sc.ehu.es