DEPENDENCIA DE LA CORRIENTE DE SATURACION INVERSA DE UN DIODO CON LA TEMPERATURA

Nombres:

Lina Isabel Enciso 2420122008

Alejandro Rubio Reinoso 2420121010

Julian Alberto Avila 2420121020

Jeisson Andrey Lopez 2420121002

PROGRAMA DE INGENIERIA ELECTRONICA

UNIVERSIDAD DE IBAGUE

ASIGNATURA MATERIALES PARA ELECTRONICA 1

IBAGUE-TOLIMA

2015 A

Marco Terico

POLARIZACIN INVERSA DEL DIODO

Cuando el semiconductor diodo se polariza de forma

inversa, el lado positivo P de la unin p-n se vuelve

negativo (debido a estar conectado al polo negativo de la

batera). En esas condiciones el nivel de

fermicorrespondiente a esa parte positiva crece en altura,

impidiendo as que los electrones se puedan mover a

travs del cristal semiconductor. En la ilustracin se

pueden observar unas flechas indicando la direccin

correspondiente al flujo electrnico tratando de acceder

al diodo por su parte positiva sin lograrlo, pues al estar

polarizado de forma inversa la zona de deplexin se

ampla. Adems, como se puede ver tambin, la diferencia

de altura del nivel de fermi en la parte positiva P del

diodo aumenta, mientras que en la parte

negativa N disminuye. Por tanto, bajo esas

circunstancias los electrones presentes en la parte

negativa carecern de la suficiente energa para poder

atravesar la unin p-n.

CARACTERSTICAS DE LOS DIODOS

La forma de funcionamiento de un diodo comn de silicio se puede apreciar observando la curva caracterstica que se crea cuando se polariza, bien de forma directa, o bien de forma inversa. En ambos casos la curva grfica (representada en color verde en el siguiente grfico) muestra la relacin existente entre la corriente y la tensin o voltaje que se aplicada a los terminales del diodo.

En este grfico correspondiente a la curva caracterstica de un diodo de silicio, se puede observar un eje horizontal x y otro vertical y que se interceptan en el centro. En ese punto el valor del voltaje y de la intensidad de la corriente es igual a 0 volt. El eje vertical y muestra hacia arriba su parte positiva (+y) correspondiente al valor que puede alcanzar la intensidad de la corriente (Id) que atraviesa al diodo cuando se polariza directamente, mientras que hacia abajo su parte negativa (-y) muestra cul ser su comportamiento cuando se polariza de forma inversa (Ii). El eje horizontal x muestra hacia la derecha, en su parte positiva (+x), el incremento del valor de la tensin o voltaje que se aplicada al diodo en polarizacin directa (Vd). Hacia la izquierda del propio eje se encuentra la parte negativa (x), correspondiente al incremento tambin del valor de la tensin o voltaje, pero en polarizacin inversa (Vi).

En la siguiente tabla aparecen bandas prohibidas de diversos semiconductores

Montaje realizado

Figura1.montaje realizado para proceder con el experimento.

Se someti al diodo en polarizacin inversa a un bao trmico, para lograr su conduccin

en esta polarizacin y observar los cambios de la corriente respecto a la temperatura, de lo

cual se obtuvieron los siguientes datos.

Temperatura C Corriente (mA)

43.6 5,662

43.5 5,648

43.4 5,636

43.3 5,634

43.2 5,624

43.1 5,621

43.0 5,605

42.9 5,599

42.8 5,591

42.7 5,601

42.6 5,609

42.5 5,609

42.4 5,605

42.3 5,582

42.2 5,568

42.1 5,569

42.0 5,551

41.9 5,566

41.8 5,533

41.7 5,537

41.6 5,534

41.5 5,524

41.4 5,514

41.3 5,499

41.2 5,489

41.1 5,489

41.0 5,484

40.9 5,475

40.8 5,480

40.7 5,474

40.6 5,461

40.5 5,450

40.4 5,446

40.3 5,433

40.2 5,429

40.1 5,421

40.0 5,405

39.9 5,399

39.8 5,391

39.7 5,301

39.6 5,309

39.5 5,309

39.4 5,305

39.3 5,282

39.2 5,268

39.1 5,269

39.0 5,251

38.9 5,266

Tabla1. Datos recogidos de temperatura vs corriente al realizar el experimento

Graficas:

Figura2. Relacin entre Ln(i) vs 1

2

Pendiente: -3.7471

8.2 8.4 8.6 8.8 9 9.2 9.4

x 1020

-5.25

-5.24

-5.23

-5.22

-5.21

-5.2

-5.19

-5.18

-5.17

-5.16Ln(I) Vs 1/(2KT)

y = - 7.2e-22*x - 4.6

data1

linear

Figura3. Relacin entre Ln(i) vs 1

Pendiente: -3.6236

Al obtener el eg, se puede inferir que el material semiconductor usado es sulfuro de zinc.

Como se puede observar el las figuras 2 y 3, a medida que aumenta Ln(i), disminuye 1

2

La tabla1 muestra gran cantidad de datos ya que esto hace que al realizar la relacin entre

Ln(i) vs 1

, haya un error mnimo al unir los puntos con los valores obtenidos.

Conclusiones.

1. Podemos ver que los valores de las pendientes de la grfica en la que relaciona

() vs 1

2 son exageradas y que no corresponden con gran claridad a la tabla

donde muestran los valores de la banda prohibida de los semiconductores.

2. Para lograr un valor exacto del Eg, ancho de banda prohibida podemos hallar la

resistividad del semiconductor con respecto a la temperatura en la que vara el

material, luego grafica Ln () vs (1/2KT) donde K constante de boltzmann, T la

temperatura.

3. Con la intencin de conseguir mediciones correspondientes a equilibrio trmico de la

es posible la mejora en la adquisicin de datos utilizar un termostato para mantener

la temperatura fija.

4. El aporte de las impurezas a la conductividad disminuye para altas temperaturas.

1.65 1.7 1.75 1.8 1.85 1.9

x 1021

-5.25

-5.24

-5.23

-5.22

-5.21

-5.2

-5.19

-5.18

-5.17

-5.16Ln(I) Vs 1/(KT)

y = - 3.6e-22*x - 4.6

data1

linear

5. La corriente es directamente proporcional al valor de la temperatura, es decir entre

ms aumente la temperatura ms aumenta la corriente y viceversa.

6. Aunque se tenga una diferencia de potencial que es una variable elctrica en un

valor fijo a la hora de polarizar nuestro circuito, podemos decir que ahora nuestra

variable fsica afecta las condiciones del circuito ya que si variamos la temperatura

del semiconductor variamos la corriente que pasa por el diodo que a su vez se

adiciona a la de la fuente, adems de la diferencia de potencial de la fuente le

adicionamos la diferencia de potencial que genera la corriente en relacin con la

temperatura.