Principios de electrónica, 7ma Edición - Albero Malvino

Semiconductores 49
El segundo método es el siguiente. Dado que la corriente superficial de fugas es directamente proporcional a la
tensión inversa, tenemos:
I SL
35 V
25 V
2 nA 2,8 nA
PROBLEMA PRÁCTICO 2.7
inversa de 100 V?
En el Ejemplo 2.7, ¿cuál es la corriente superficial de fugas para una tensión
Resumen
SEC. 2.1 CONDUCTORES
Un átomo de cobre neutro sólo tiene un
electrón en su orbital más externo. Puesto
que tiene un único electrón puede
separarse fácilmente del átomo, y se le
denomina electrón libre. El cobre es buen
conductor porque incluso la tensión más
pequeña hace que los electrones libres
fluyan de un átomo al siguiente.
SEC. 2.2 SEMICONDUCTORES
El silicio es el material semiconductor más
ampliamente utilizado. Un átomo aislado
de silicio tiene cuatro electrones en su
orbital de valencia, el más externo. El
número de electrones en el orbital de
valencia es la clave de la conductividad.
Los conductores tienen un electrón de
valencia, los semiconductores tienen cuatro
electrones de valencia y los aislantes
tienen ocho electrones de valencia.
SEC. 2.3 CRISTALES DE SILICIO
Cada átomo de silicio de un cristal tiene
sus cuatro electrones de valencia más
otros cuatro electrones que comparte con
los átomos vecinos. A temperatura
ambiente, un cristal de silicio puro sólo
tiene unos pocos electrones libres y
huecos generados por la energía térmica.
La cantidad de tiempo transcurrida entre
la creación y la recombinación de un
electrón libre y un hueco se denomina
tiempo de vida.
SEC. 2.4 SEMICONDUCTORES
INTRÍNSECOS
Un semiconductor intrínseco es un
semiconductor puro, cuando se le aplica
una tensión externa, los electrones libres
fluyen hacia el terminal positivo de la
batería y los huecos hacia el terminal
negativo de la batería.
SEC. 2.5 DOS TIPOS DE FLUJO
En un semiconductor intrínseco existen
dos tipos de flujo de portadores: el flujo de
los electrones libres a través de los orbitales
más grandes (banda de conducción) y el
flujo de los huecos a través de los orbitales
más pequeños (la banda de valencia).
SEC. 2.6 DOPAJE DE UN
SEMICONDUCTOR
Con el dopaje se aumenta la conductividad
de un semiconductor. Un semiconductor
dopado se denomina semiconductor
extrínseco. Cuando un semiconductor
intrínseco se dopa con átomos pentavalentes
(donantes), tiene más electrones
libres que huecos. Cuando un semiconductor
intrínseco se dopa con átomos
trivalentes (aceptores), tiene más huecos
que electrones.
SEC. 2.7 DOS TIPOS DE
SEMICONDUCTORES
EXTRÍNSECOS
En un semiconductor de tipo n, los electrones
libres son los portadores mayoritarios
y los huecos son los portadores
minoritarios. En un semiconductor de
tipo p, los huecos son los portadores
mayoritarios y los electrones libres son los
portadores monoritarios.
SEC. 2.8 EL DIODO
NO POLARIZADO
Un diodo no polarizado tiene una zona de
deplexión en la unión pn. Los iones de la
zona de deplexión producen una barrera
de potencial. A temperatura ambiente, esta
barrera de potencial es de aproximadamente
0,7 V para un diodo de silicio y de
0,3 V para un diodo de germanio.
SEC. 2.9 POLARIZACIÓN DIRECTA
Cuando una tensión externa se opone a la
barrera de potencial, el diodo se polariza en
directa. Si la tensión aplicada es mayor que
la barrera de potencial, la corriente es
grande. Es decir, la corriente fluye fácilmente
en un diodo polarizado en directa.
SEC. 2.10 POLARIZACIÓN
INVERSA
Cuando se añade una tensión externa a la
barrera de potencial, el diodo se polariza en
inversa. Cuando la tensión inversa aumenta,
la zona de deplexión se hace más ancha.
La corriente es aproximadamente cero.
SEC. 2-11 DISRUPCIÓN
Demasiada tensión inversa producirá bien
el efecto de avalancha o el efecto zener, en
cuyo caso, una corriente de disrupción
grande puede destruir el diodo. En general,
los diodos nunca operan en la región de
disrupción. La única excepción es el diodo
zener, un diodo de propósito especial que
se tratará en un capítulo posterior.
SEC. 2.12 NIVELES DE ENERGÍA
Cuanto más grande es el orbital, mayor es
el nivel de energía de un electrón. Si una
fuerza externa hace que el electrón pase a
un nivel de energía mayor, éste emitirá
algún tipo de energía cuando caiga de
nuevo en su orbital de origen.
SEC. 2.13 LA BARRERA DE
ENERGÍA
La barrera de potencial de un diodo es
similar a una banda prohibida. Los electrones
que intentan atravesar la unión necesitan
la suficiente energía como para saltar
esa barrera. Una fuente de tensión externa
que polarice en directa al diodo da a los