Resistencias Semiconductoras

Juarez Pimentel HelenTorres Oblitas KevinLlanos Mendoza NyelsAbanto Cueva Jordy

Asignatura: Laboratorio de Circuitos Electrnicos II

Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Escuela Profesional de Ingeniera Electrnica

ABSTRACT"Semiconductors" as the Silicon (Si), germanium (Ge) and selenium (Se), constitute elements having intermediate characteristics between the conductive bodies and isolates, which are not considered neither one thing nor the other. Devices using these types of items can be built, we will analyze the behavior of them using this simple experience.INTRODUCCINTodos los cuerpos o elementos qumicos existentes en la naturaleza poseen caractersticas diferentes, agrupadas todas en la denominada Tabla de Elementos Qumicos. Desde el punto de vista elctrico, todos los cuerpos simples o compuestos formados por esos elementos se pueden dividir en tres amplias categoras: Conductores Aislantes SemiconductoresLos "semiconductores" como el silicio (Si), el germanio (Ge) y el selenio (Se), por ejemplo, constituyen elementos que poseen caractersticas 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 circulacin de la corriente elctrica en un sentido, pero no en el sentido contrario. Esa propiedad se utiliza para rectificar corriente alterna, detectar seales de radio, amplificar seales de corriente elctrica, funcionar como interruptores o compuertas utilizadas en electrnica digital, etc.

OBJETIVOSMostrar al alumno las caractersticas no lineales de las resistencias semiconductoras. Utilizar los instrumentos y construccin de curvas caractersticas de los elementos.MATERIALES Y EQUIPO-01 Termistor NTC-01 Multmetro -02 Protoboard -01 Foco de 120mA 12V -01 Fuente de alimentacin Programable.-01 Fotoresistencia LDR -Cables de conexin.-01 Resistor 100 , 1k (2W)

FUNDAMENTO DE CONDUCCION EN LOS SEMICONDUCTORESCuando a un elemento semiconductor le aplicamos una diferencia de potencial o corriente elctrica, se producen dos flujos contrapuestos: uno producido por el movimiento de electrones libres que saltan a la banda de conduccin y otro por el movimiento de los huecos que quedan en la banda de valencia cuando los electrones saltan a la banda de conduccin.Si analizamos el movimiento que se produce dentro de la estructura cristalina del elemento semiconductor, notaremos que mientras los electrones se mueven en una direccin, los huecos o agujeros se mueven en sentido inverso. Por tanto, el mecanismo de conduccin de un elemento semiconductor consiste en mover cargas negativas (electrones) en un sentido y cargas positivas (huecos o agujeros) en sentido opuesto.

Ese mecanismo de movimiento se denomina "conduccin propia del semiconductor", que para las cargas negativas (o de electrones) ser "conduccin tipo n", mientras que para las cargas positivas (de huecos o agujeros), ser "conduccin tipo p".VARIACION DE LA RESISTENCIA DEL FILAMENTO CONDUCTOR EN EL FOQUITO INCANDESCENTELa resistencia de un conductor metlico aumenta al aumentar la temperatura. Dicho aumento depende de la elevacin de la temperatura y del coeficiente trmico de resistividad alfa (), (el cual se define como el cambio de resistividad por grado centgrado de variacin a 0C o a 20C.La resistencia (R) para una variacin de temperatura (t) est dada por:

donde es la resistencia a la temperatura de referencia( generalmente 20C) y es el coeficiente de temperatura de la resistencia.RESISTENCIAS SEMICONDUCTORASa) Termistor:es unsensorresistivo detemperatura. Su funcionamiento se basa en la variacin de laresistividadque presenta unsemiconductorcon la temperatura. El trmino termistor proviene de Thermally Sensitive Resistor. Existen dos tipos de termistor: NTC(Negative Temperature Coefficient) coeficiente de temperatura negativo. PTC(Positive Temperature Coefficient) coeficiente de temperatura positivo.Cuando la temperatura aumenta, los tipo PTC aumentan su resistencia y los NTC la disminuyen.b) Foto resistoroLDR : es uncomponente electrnicocuyaresistenciavara en funcin de la luz.El valor de resistencia elctrica de un LDR es bajo cuando hay luz incidiendo en l (puede descender hasta 50 ohms) y muy alto cuando est a oscuras (varios megaohmios).c) Varistor o VDR :es uncomponente electrnicocon una curva caracterstica similar a la deldiodo. El trmino proviene de la contraccin del inglsvariableresistor. Los varistores suelen usarse para proteger circuitos contra variaciones de tensin al incorporarlos en el circuito de forma que cuando se active la corriente no pase por componentes sensibles. Un varistor tambin se conoce como Resistor Dependiente de Voltaje oVDR. La funcin del varistor es conducir una corriente significativa cuando el voltaje es excesivo.Nota: Slo los resistores variables no ohmicos son usualmente llamados varistores. Otros tipos de resistores variables incluyen alpotencimetroy alreostato.d) Fotodiodo :es unsemiconductorconstruido con unaunin PN, sensible a la incidencia de laluz visibleoinfrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se polariza inversamente, con lo que se producir una cierta circulacin de corriente cuando sea excitado por la luz. Debido a su construccin, los fotodiodos se comportan comoclulas fotovoltaicas, es decir, iluminados en ausencia una fuente exterior de energa generan una corriente muy pequea con el positivo en elnodoy el negativo en elctodo.e) LED(Light-EmittingDiode): es un dispositivo semiconductor que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unin PN en la cual circula por l unacorriente elctrica. Este fenmeno es una forma de electroluminiscencia, el LED es un tipo especial de diodo que trabaja como un diodo comn, pero que al ser atravesado por la corriente elctrica, emite luz. Este dispositivo semiconductor est comnmente encapsulado en una cubierta deplsticode mayorresistenciaque las devidrioque usualmente se emplean en las lmparas incandescentes. Aunque el plstico puede estar coloreado, es slo por razones estticas, ya que ello no influye en elcolorde la luz emitida. Usualmente un LED es una fuente de luz compuesta con diferentes partes, razn por la cual el patrn de intensidad de la luz emitida puede ser bastante complejo.

CIRCUITOS INTEGRADOS MOC Y OPTOELECTRNICOSMOCEs un dispositivo de emisin y recepcin que funciona como un interruptor, basan su funcionamiento en el empleo de radiacin luminosa para pasar seales de un circuito a otro sin conexin elctrica.

Esencialmente este dispositivo est formado por una fuente emisora de luz y un fotosensor de silicio, que se adapta a la sensibilidad espectral del emisor luminoso, todos estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo DIP.

Se suelen utilizar para aislar elctricamente a dispositivos muy sensibles.Tipos:La diferencia depende de los dispositivos de salida que se inserten en el componente. Encontramos: Fototransistor. Se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada por un transistor BJT. Fototriac: se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada por un triac. Fototriac de paso por cero: Optoacoplador en cuya etapa de salida se encuentra un triac de cruce por ceroOPTOELECTRONICOS Permiten la unin entre los sistemaspticosy los sistemaselectrnicos. Los componentes optoelectrnicos son aquellos cuyo funcionamiento est relacionado directamente con laluz.Un sistema ptico integrado es una combinacin de componentes individuales que generalmente incluyen fuentes para generar fuentes para generar seales pticas, guas de onda para conducir estas seales, acopladores para conectar diversos componentes, estos elementos se pueden realizar usando exclusivamente elementos pticos; los detectores para capturar las seales pticas y elementos de control(interruptores, moduladores, etc.) para modificar estas seales se pueden realizar utilizando seales de entrada elctricas o acsticas de baja frecuencia en combinacin con elementos electro-pticos, foto-pticos, etc.La combinacin de dispositivos electrnicos con pticos aade la funcionabilidad a los circuitos pticos integrados, a esto se llama optoelectrnica integrada.Los transistores y receptores pticos fueron los primeros dispositivos que utilizaron esta tecnologa. Su uso fue promovido por las necesidades tecnolgicas en telecomunicaciones.

Todos los dispositivos optoelectrnicas realizan una de dos funciones, las cuales se utilizan para su clasificacin:Conversin de energa elctrica a energa radiante: A estos dispositivos se les llama electroluminiscentes. Es importante aclarar que la mayora de cristales de semiconductores al ser bombardeados con fotones, calor o electrones emiten luz visible o en la banda infrarroja. Sin embargo, especficamente llamamos electroluminiscentes a aqullos que responden a la corriente elctrica. Conversin de energa radiante a energa elctrica: Este tipo de dispositivos a menudo son llamados fotodetectores. En este caso, la energa que entra al cristal de semiconductor excita a los electrones a niveles ms altos de energa, dejando huecos atrs. Posteriormente estos electrones y huecos se alejan unos de otros, conformando una corriente elctrica.CONCLUSIONES Mediante las pruebas se logr obtener las curvas caractersticas de las diversas resistencias semiconductoras Se concluye una relacin directa en cuanto a la tensin y la temperatura: a mayor tensin aplicada, mayor temperatura. En el caso del foco de filamento se puede ver una variacin prcticamente lineal, al aumentar la tensin aumenta la temperatura y aumenta la resistencia aproximadamente segn la relacin:

En el caso del Termistor NTC, se comprob la relacin inversa que tiene este tipo de termistor con la temperatura:Al aumentar la temperatura, disminuye la resistencia. Se comprob la funcin de la foto resistencia, obteniendo su curva caracterstica, de la cual se puede concluir que al aumentar la intensidad de luz incidente, la resistencia disminuye, pero con un cierto retardo.