View
254
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
3.5 CARGA ALMACENADA Y CAPACITANCIA EN LA UNION.
CONCEPTOS
• Capacitancia o capacidad es la propiedad de un circuito que se opone a cualquier cambio en el voltaje.
• Se tiene un condensador cuando se sitúa 2 conductores próximos entre sí, pero separados por un aislante (dieléctrico).
• Capacitor: dispositivo eléctrico formado por dos electrodos separados por un dieléctrico.
• Carga: Cantidad de portadores positivos o negativos.
CAPACITANCIA INTERNA DE LA UNION P-N
a) Campo eléctrico de la unión pn en pol. Inversa.
b) Campo eléctrico de un capacitor.
• Ecuación básica de un condensador:C = єA/d
Donde:Є= permitividad del dieléctrico (aislador)A=área de las placasd=distancia entre las placas
CAPACITANCIA DEL DIODO
• La capacitancia del diodo surge de 2 distintas regiones de carga:
1)La capacitancia de la unión surge de la región de agotamiento donde hay un dipolo de carga fija positiva y negativa.
2)La capacitancia de difusión es debida a la región externa a la región de agotamiento.
• Bajo condiciones de pol. Inversa, prácticamente no hay portadores inyectados y domina la capacitancia de la unión, de región de agotamiento o de transición CT
• La capacitancia de difusión CD o de almacenamiento debida a portadores inyectados domina bajo condiciones de pol. Directa.
• La capacitancia es dependiente del voltaje aplicado.
CAPACITANCIA INTERNA DEL DIODO
• La unión p-n presenta una capacitancia no despreciable bajo condiciones de pol. directa e inversa.
• Para el capacitor de la fig.(b) las cargas en las placas son iguales a: Q+ = CV y Q- = -CVdonde:C = Capacitancia total de la placa.
Q+ = Q- = Q
Para la unión pn con pol. inversa: Q+ = qNDWNA y Q- = -qNAWPA donde:Q+ = carga positiva total y Q-= carga negativa total
• El diodo tiene una capacitancia análoga a la de una estructura de capacitor.
• Para el capacitor como para el diodo, un cambio en el voltaje aplicado causa un cambio en Q+ = Q- .Cuando V aumente por ∆v, las cargas ∆Q = ±C ∆v fluirán a las placas del capacitor y el campo eléctrico entre ellas se incrementará en proporción directa.
• Cuando el voltaje aplicado al diodo con pol. inversa queda incrementado en ∆vD, el incremento en Q+ y Q- se debe a un mayor número de núcleos iónicos donantes y aceptores cargados, lo que produce un ensanchamiento de la región de agotamiento y un incremento en el campo eléctrico de la región de agotamiento.
• La capacitancia de la unión con pol. inversa en pequeña señal se conoce como capacitancia de agotamiento.
• El diodo en pol. directa con un voltaje aplicado vD la capacitancia de agotamiento está presente, pero otra capacitancia interna, llamada capacitancia de almacenamiento de carga o de difusión, es más significativa.
• El origen de la capacitancia de difusión se debe al flujo de corriente a través de la unión.
• El flujo de corriente ocurre cuando se inyectan los huecos
del lado p hacia el lado n y los electrones son inyectados del lado n al lado p. Estas cargas inyectadas generan concentraciones de portadores, que se van reduciendo en la región de agotamiento y causan el flujo de una corriente de difusión.
• Si el voltaje aplicado al diodo se incrementa de vD a vD + ∆vD, deberá fluir un incremento de carga ∆Q por las terminales externas del dispositivo.
CD = ∆Q / ∆vD
• La capacitancia presente de manera natural en la estructura básica de los diodos, a menudo afecta el comportamiento de un circuito.
APLICACIONES DE LOS DIODOS
ELECTRONICAELECTRONICA• CIRCUITOS LÓGICOS.
1. Lógica diodo transistor (DTL).
2. Fijadores de voltaje para evitar oscilaciones en el voltaje.
• RECTIFICADORES PARA FORMA DE ONDA.
• DIODOS VARACTORES PARA CIRCUITOS DE SINTONÍA.
• DIODOS DE EFECTO TÚNEL.
• DIODOS DE MICROONDAS.
OPTOELECTRÓNICAOPTOELECTRÓNICA• DETECTORES.
• FOTODETECTORES DE AVALANCHA.
• MODULADORES.
• DIODOS EMISOR DE LUZ.
• LÁSERES DE SEMICONDUCTOR.
Recommended