Semiconductores 04, Union PN polarizada en inversa, Diodo polarizado en inversa

Summary

El video explica el comportamiento de la unión PN al polarizarla en inversa, contrastando con la polarización en directa. Describe el fenómeno de la avalancha y el efecto de Sener, que permite la operación de diodos en condiciones de baja tensión, evitando daños al semiconductor. Además, menciona la importancia de limitar la corriente inversa y la aplicación de diodos en la industria.

Takeaways

• 🔋 La polarización inversa implica voltear la fuente de tensión, invertiendo la polaridad.
• 🔧 Al polarizar la unión PN en inversa, la corriente es muy pequeña y发生在纳秒级别的时间内。
• 🚫 La barrera de potencial aumenta con la polarización inversa, lo que reduce la corriente de transición.
• 🔄 La zona de empobrecimiento adquiere más potencial a medida que la polarización inversa aumenta.
• 💥 El efecto de avalancha se produce cuando los electrones adquieren suficiente energía cinética para vencer la barrera de potencial.
• 🌪️ La corriente transitoria es la pequeña corriente que se produce mientras las zonas de empobrecimiento quedan cargadas.
• 📈 El voltaje de ruptura es la magnitud de tensión a la que ocurre el efecto avalancha en el diodo.
• 🔌 Los diodos no son generalmente operados en condiciones de ruptura en inversa debido a la gran multiplicación de electrones y el riesgo de daño.
• 🔩 El diodo Sener es una varidad de diodo que tiene un voltaje de ruptura inferior a 10 volts, útil para muchas aplicaciones.
• 📊 La unión PN es fundamental para cualquier dispositivo semiconductor, y es esencial comprender su funcionamiento.
• 👨‍🏫 La enseñanza de conceptos de semiconductores es importante y requiere de esfuerzo por parte de los estudiantes.

Q & A

¿Qué es polarizar una unión pn en inversa?

Polarizar una unión pn en inversa significa voltear la fuente de tensión, intercambiando la placa positiva con la negativa, lo que hace que la polaridad de la fuente esté invertida.

Cuál es la diferencia entre la polarización directa y la polarización inversa en una unión pn?

En la polarización directa, la placa positiva de la fuente está conectada a la región con portadores de carga mayoritarios electrones, mientras que en la polarización inversa, la placa negativa está conectada a la región con portadores de carga mayoritarios huecos o cargas positivas.

Qué sucede cuando se polariza una unión pn en inversa?

Cuando se polariza una unión pn en inversa, se produce una pequeña corriente de transición, los iones positivos y negativos aumentan en la zona de empobrecimiento, y la barrera de potencial se incrementa.

¿Qué es la corriente de transición y cómo se produce?

La corriente de transición es una pequeña corriente que se produce cuando se polariza una unión pn en inversa, debido al movimiento de electrones libres que se sientan atraídos por la placa positiva y forman una corriente al circular por el exterior.

¿Qué es el efecto de avalancha en un diodo y cómo se produce?

El efecto de avalancha es un fenómeno en el cual un electrón con suficiente energía cinética rompe un enlace covalente en un átomo, liberando más electrones libres que también adquieren energía para continuar rompiendo enlaces covalentes, generando así una corriente en sentido inverso abrupta.

Cuál es el voltaje de ruptura en un diodo y por qué es importante?

El voltaje de ruptura es la magnitud de tensión necesaria para que ocurra el efecto avalancha en un diodo. Es importante porque indica el límite seguro para aplicar tensión inversa en un diodo, evitando daños permanentes al semiconductor.

¿Qué es un diodo Sener y cómo se relaciona con el efecto de avalancha?

Un diodo Sener es un diodo diseñado para operarse en condiciones de avalancha a tensiones más bajas, generalmente menos de 10 volts. Fue desarrollado en honor a Melvin Sanders, quien logró la propiedad de ruptura en inversa a tensiones menores, permitiendo su uso en aplicaciones que no requieren altas tensiones.

¿Qué es la zona de deflexión y cómo se ve afectada por la polarización inversa?

La zona de deflexión es la región del semiconductor donde los electrones son desviados debido a la barrera de potencial. Al polarizar en inversa, la zona de deflexión aumenta en tamaño, impidiendo que los electrones atraviesen y produciendo una corriente de transición.

¿Qué es la barrera de potencial y cómo se comporta en una unión pn polarizada en inversa?

La barrera de potencial es una región de un diodo donde las浓度 de portadores de carga son más bajas, creando un campo eléctrico que impide el flujo de electrones. En polarización inversa, la barrera de potencial se incrementa y se ve afectada por la cantidad de portadores de carga mayoritarios en las zonas de empobrecimiento.

¿Por qué es importante limitar la corriente inversa en un diodo polarizado en inversa?

Limitar la corriente inversa es importante para evitar daños al semiconductor y para controlar el flujo de electrones, ya que la multiplicación de electrones en la inversa puede ser muy grande para pequeñas variaciones de tensión, lo que puede resultar en un calor excesivo y daños permanentes.

¿Qué es la energía cinética y cómo juega un papel en el efecto de avalancha?

La energía cinética es la energía que posee un cuerpo en movimiento. En el efecto de avalancha, los electrones adquieren suficiente energía cinética para vencer la barrera de potencial y atravesar la zona de deflexión, lo que desencadena la liberación y multiplicación de más electrones.

¿Qué ocurre cuando un electrón rompe un enlace covalente en un átomo durante el efecto de avalancha?

Cuando un electrón rompe un enlace covalente en un átomo durante el efecto de avalancha, se libera y se crea un nuevo electrón libre que también se siente atraído por la placa positiva de la fuente, generando así una cadena de reacciones que multiplican los electrones y producen una corriente en sentido inverso.