Componentes Semiconductores Esenciales: Diodos, Transistores y Circuitos Integrados

Diodos: Tipos y Aplicaciones

Los diodos son componentes semiconductores fundamentales en la electrónica, cada uno con características y aplicaciones específicas.

Tipos de Diodos

• Diodos Rectificadores: Estos facilitan el paso de la corriente en un solo sentido (polarización directa), generando una señal de tipo pulsatoria pero continua.

  

• Diodos de Tratamiento de Señal (RF): Son de alta calidad de fabricación, destinados a formar parte de etapas moduladoras, demoduladoras, de mezcla y de limitación de señales, entre otras. En los diodos de radiofrecuencia (RF), se busca que su capacidad parásita sea reducida a su mínima expresión.

• Diodo Schottky o Diodo de Barrera Schottky: Es un dispositivo semiconductor que proporciona conmutaciones muy rápidas entre los estados de conducción directa e inversa.

  

• Diodos de Capacidad Variable (Varicap): Varían su capacidad interna al alterarse el valor de la tensión que los polariza de forma inversa.

  

• Diodo Zener: Es un elemento semiconductor de silicio que se comporta como un diodo normal cuando trabaja en sentido directo. Su característica principal es mantener una tensión constante en polarización inversa una vez alcanzado su voltaje Zener.

  

• Diodo Túnel: En lo que respecta a la corriente en sentido de bloqueo, se comporta como un diodo convencional, pero en el sentido de paso ofrece unas variantes según la tensión que se le somete.

  

• Fotodiodo: Es un semiconductor construido con una unión PN, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Para su correcto funcionamiento, se polariza inversamente.

  

• Diodo Gunn: No es rectificador. Se trata de un generador de microondas.

• Diodo Shockley: Es un dispositivo de dos terminales que tiene dos estados estables: OFF (alta impedancia) y ON (baja impedancia).

• Diodo Avalancha: Es un semiconductor diseñado especialmente para trabajar en tensión inversa.

• Diodo de Protección: Se utiliza para la protección de circuitos electrónicos contra sobretensiones. El diodo se conecta en polarización inversa a tierra.

• Diodo Láser: También se denomina diodo láser de inyección, o por sus siglas en inglés LD o ILD.

• Diodo PIN: Consta de tres capas, siendo la intermedia un semiconductor intrínseco, y las externas, una de tipo P y la otra de tipo N (estructura P-I-N, que da nombre al diodo).

• Fotodiodo PIN: Se utiliza como fotodetector.

• Diodo Conmutador: Se utiliza como conmutador de microondas.

  

Semiconductores: Materiales y Propiedades

¿Qué es un Semiconductor?

Un semiconductor es un material sólido o líquido capaz de conducir la electricidad mejor que un aislante, pero peor que un metal. A temperaturas muy bajas, los semiconductores puros se comportan como aislantes.

Tipos de Semiconductores

• Semiconductor Intrínseco: Indica un material semiconductor extremadamente puro.

• Semiconductor Extrínseco: Es aquel al que se le han añadido cantidades controladas de átomos impuros (proceso conocido como dopado).

Estructura de un Semiconductor

Los semiconductores son elementos que tienen entre 2 y 6 electrones de valencia en su último orbital.

Transistores de Unión Bipolar (BJT)

Historia del Transistor

En 1951, William Shockley inventó el primer transistor de unión, un dispositivo semiconductor que permite amplificar señales electrónicas, como las de radio y televisión.

¿Qué es un Transistor?

Un transistor es un dispositivo semiconductor (generalmente de silicio o germanio) que permite amplificar señales de voltaje. Es decir, utilizando pequeñas señales, puede controlar elementos que requieren una señal mayor.

Tipos de Transistores

• Transistor NPN
• Transistor PNP

Nota: Las siglas P y N tienen el mismo significado que en los diodos: N (negativo, mayor número de electrones libres) y P (positivo, mayor número de huecos).

Símbolo Eléctrico

El transistor se representa con la letra Q.

Algunas Aplicaciones

Los transistores permiten que corrientes pequeñas controlen corrientes grandes.

Polarización del Transistor

Las configuraciones de polarización comunes son:

• Base Común (BC)
• Emisor Común (EC)
• Colector Común (CC)

Configuración en Base Común (BC)

Se denomina así porque la base es el punto común entre las dos fuentes de voltaje.

Configuración en Emisor Común (EC)

Se denomina así porque el emisor es el punto común entre las dos fuentes de voltaje.

Circuitos Integrados (CI)

¿Qué es un Circuito Integrado (CI)?

Es un dispositivo electrónico que aloja e interconecta circuitos o subsistemas completos. Está formado por componentes como condensadores, resistencias, transistores y diodos, que realizan funciones complejas y variadas.

Estructura General de un CI

• Región Activa: Donde se realizan los procesos de las señales.
• Capa de Pasivación: Protege las regiones activas contra los iones externos.
• Regiones Metalizadas: Elementos de comunicación eléctrica entre las regiones activas.
• Hilos de Conexión: Elementos de comunicación eléctrica con el circuito exterior.
• Encapsulado: Protege todos los elementos del exterior.