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Clase del lunes19 de abril 3ºA: Semiconductores: El diodo - Contenido educativo

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Subido el 21 de abril de 2021 por Carolina F.

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Bueno, a ver qué tal sale, si no se nos corta ni nada de eso. 00:00:02
Venga, entonces, el nuevo componente que vamos a ver es el diodo, pero para ello tenemos que 00:00:14
recordar, tenemos que saber qué son los semiconductores, para relacionar con la electrónica, de dónde 00:00:21
surgen los componentes electrónicos, el diodo, el transistor y demás, vamos a introducir 00:00:31
lo que son los materiales semiconductores. Entonces, cualquier material podemos hacer 00:00:37
una distinción en estos tres tipos. Conductores, como la mayoría de los metales, dejan pasar 00:00:43
la corriente eléctrica, pero además, pues muy libremente, tienen muy poca resistencia 00:00:49
al paso de la corriente eléctrica. Después hay otros materiales que se llaman aislantes 00:00:53
Y esto es todo lo contrario. No dejan pasar en absoluto la corriente eléctrica, aunque les pongamos un voltaje de 10.000 voltios. Y aunque les modifiquemos ahí introduciéndole otro tipo de materiales intermedios. Son los aislantes. 00:00:59
Y sin embargo, los que nos interesan ahora son un término medio. 00:01:15
Son materiales que en general no conducen la corriente de frío, pero en ciertas condiciones sí que dejan pasar la corriente. 00:01:20
Y esos son los que nos interesan. Vamos a intentar ver un poco cómo pueden funcionar. 00:01:29
Fijaos, dice, en un circuito real, bueno, pues tenemos nuestra pila de la bombilla del amperímetro, 00:01:38
la corriente puede pasar y la bombilla se nos enciende. 00:01:44
Sin embargo, en el mismo circuito tenemos un material aislante, 00:01:53
pues por más que yo le vea a un conductor, la bombilla no se nos enciende y la corriente no puede pasar. 00:01:56
¿Y en este momento de hecho cuál sería? 00:02:02
Madera, plástico, aislante. 00:02:08
¿En dónde? ¿En este momento de hecho cuál sería? 00:02:11
No, no, no, un ejemplo de cómo funciona el semiconductor. 00:02:14
Lo vamos a ver, lo vamos a ver, ahora que no hemos llegado. 00:02:22
Dice, venga, vamos a ver qué pasa con un material semiconductor. 00:02:25
Bueno, pues pasa una cantidad corriente, pero pequeñita. 00:02:29
Y entonces, ¿qué son los materiales semiconductores? 00:02:35
Bueno, pues los materiales semiconductores están formados por un elemento que suele ser el silicio, sobre todo, aunque el germano se utiliza en alguna orden. 00:02:39
Entonces, el silicio está formando una red cristalina de esta forma. 00:02:50
Todos son átomos de silicio y están unidos entre sí en todas las direcciones posibles, están enlazados químicamente. 00:02:58
¿Vale? Entonces, en realidad todos los electrones están ocupados, no hay electrones libres, 00:03:03
por lo cual esto no debería ser conducto, no puede conducir la corriente eléctrica. 00:03:13
Sin embargo, ¿qué es lo que se hace? Pues cogemos y a un cristal de silicio puro se 00:03:19
le introducen pequeñas cantidades, muy pequeñas cantidades de un átomo, de un elemento químico, 00:03:25
Se introducen unos poquitos átomos de un elemento. Por ejemplo, si le introducimos átomos de un objeto, de fósforo, obtenemos un cristal de estilicio en el que en algunos objetos hay átomos de fósforo. 00:03:33
Y a esto lo vamos a llamar un material semiconductor tipo N. 00:03:48
Y, sin embargo, si le añadimos otro tipo de elemento, esto de aquí, boro, valio, indio, 00:03:54
entonces formamos un cristal tipo P. 00:04:01
¿Y eso por qué? 00:04:04
Si os acordáis, supongo que vosotros sabéis la tabla periódica. 00:04:05
Le hago un instinto aquí de cómo es la tabla periódica. 00:04:14
si sabemos 00:04:19
el carbono, el silicio 00:04:20
el germano, están por aquí 00:04:23
en un grupo de la tabla periódica 00:04:25
¿no? 00:04:27
en el grupo anterior 00:04:29
está, entonces el carbono 00:04:31
está el boro 00:04:33
¿y qué más? 00:04:35
boro, aluminio 00:04:38
y el 00:04:39
siguiente grupo, el carbono 00:04:42
¿cuál está? 00:04:43
nitrógeno, fósforo 00:04:45
Bueno, y así que aún la sabéis. 00:04:47
Entonces, estamos hablando de que el material semiconductor es el silicio. 00:04:53
Entonces, respecto al silicio, si introducimos elementos en pequeñas cantidades, son impurezas, 00:04:58
de los que están a su derecha, estos tienen más electrones, tienen un electrón más que los átomos de silicio. 00:05:06
Estamos introduciendo electrones al cristal. 00:05:15
Y sin embargo, si introducimos los que están en el grupo de la izquierda, 00:05:19
pues en vez de... tienen menos electrones que estos de aquí. 00:05:24
Tienen un electrón menos. 00:05:27
Entonces estamos introduciendo átomos que tienen menos electrones que el silencio. 00:05:29
Entonces... 00:05:36
¿Qué pueden ofrecer al silencio los jóvenes de la universidad? 00:05:36
Sí, es una propiedad que le van a dar al cristal en general, al semiconductor en general. 00:05:43
Entonces, estos de aquí, si introducimos átomos como impurezas, que tienen más electrones, 00:05:50
recordad, los electrones tienen carga negativa, estamos introduciendo cargas negativas, 00:05:55
y por eso se van a llamar cristales tipo L. 00:06:00
Y sin embargo, si las impurezas son de estos de aquí, del grupo de la izquierda, 00:06:04
entonces lo que estamos formando son cristales 00:06:08
que tienen defecto de electrones 00:06:12
entonces eso es como tener cargas positivas 00:06:15
tienen digamos huecos donde caben más electrones 00:06:18
que en estos momentos no los hay 00:06:21
respecto al cristal de silicio 00:06:22
bueno pues volviendo aquí 00:06:25
entonces fijaos, formamos cristales tipo N 00:06:30
si introducimos átomos que tienen más electrones que el silicio 00:06:35
Y cristales tipo P, si introducimos átomos que tienen menos electrones que el silicio. 00:06:38
Bueno, pues entonces, dejamos lo que es un diodo. 00:06:46
Un diodo es un material semiconductor en el que tenemos una parte que es tipo P y otra parte que es tipo N. 00:06:50
Eso es un diodo. 00:07:01
de eso se llama 00:07:03
lo que funciona aquí, lo que ha permitido 00:07:05
todo este desarrollo de la electrónica 00:07:08
se llama la unión PN 00:07:10
porque en la unión 00:07:12
solo se le pasan cosas 00:07:14
reales 00:07:16
no sé si 00:07:17
se va a entender mejor si os hago aquí una especie 00:07:19
de dibujito 00:07:22
es como un tipo de imán 00:07:22
no exactamente, no tiene mucho que ver con eso 00:07:27
fijaos, imaginaos 00:07:30
voy a hacerlo aquí en gigante 00:07:32
esto es un cristal de silicio 00:07:34
En realidad esto no es que se forme el tipo P, luego el tipo N y se junten ahí y se peguen, 00:07:37
sino que esto lo hacen con unas agujas microscópicas que inyectan en las láminas de silicio, 00:07:43
inyectan pequeñas cantidades pequeñísimas de las impurezas. 00:07:53
O sea, si esta es la placa de silicio, llegarían y empezarían a inyectar por aquí con agujas 00:07:57
pequeñas cantidades, por ejemplo, de boro. 00:08:04
¿Vale? Del tipo P. Y aquí, en este otro lado, empezarían a ingresar pequeñas cantidades 00:08:08
del otro, ¿vale? Del tipo N. Entonces, el problema está en la zona donde se unen los 00:08:16
dos. A ver si prestamos atención ahora y me conseguís seguir. Mirad, en la zona de 00:08:30
la izquierda tengo defecto de electrones. Tengo huecos. Voy a dibujar así como con 00:08:37
circulitos. Tengo huecos donde caben electrones y sin embargo en la zona de la derecha tengo 00:08:44
más electrones de los que tiene el silicio en sí. Entonces lo que ocurre en la unión, 00:08:52
justo en la unión, donde está más en contacto las dos zonas, es que estos electrones se 00:08:57
vienen a estos huecos, se vienen a ocupar los huecos. Con lo cual lo que me queda en 00:09:02
Es aquí un montón de electrones que se han venido a ocupar los huecos existentes y eso ha generado una carga negativa. 00:09:16
Y aquí en esta zona me han quedado estos electrones que se han ido, que se han tirado, pues han dejado cargas positivas. 00:09:25
¿Vale? Por eso, porque se han venido, y esto solo pasa aquí, en la frontera, justo en la unión. 00:09:35
Entonces esto es a lo que vamos a llamar la unión PN. 00:09:40
bueno pues 00:09:43
¿qué tengo aquí? tengo lo que 00:09:48
se conoce como una barrera de potencial 00:09:50
eléctrico 00:09:52
entonces fijaos, si yo cojo 00:09:53
y ahora vengo con una pila 00:09:56
y pongo 00:09:58
aquí el polo negativo de la pila 00:09:59
y aquí 00:10:02
el polo positivo de la pila 00:10:04
lo que estoy 00:10:06
haciendo es reforzar 00:10:08
que esta parte sea negativa 00:10:10
y que esta parte sea positiva 00:10:11
y no voy a conseguir que pase la corriente 00:10:13
en la vía 00:10:16
sin embargo 00:10:16
recordad que esta era la zona 00:10:19
P y esta era la zona N 00:10:22
esta es la zona P 00:10:24
y esta es la zona N 00:10:26
sin embargo, ¿qué es lo que tengo 00:10:28
que hacer para superar esta 00:10:30
barrera, para compensar esa barrera 00:10:32
de energía que se me ha creado ahí? 00:10:34
pues tengo que poner 00:10:37
la pila justo al revés 00:10:38
tengo que poner 00:10:40
aquí el polo positivo de la pila 00:10:41
y aquí el polo negativo de la pila. 00:10:46
¿De acuerdo? Entonces, con esto, pues compenso, anulo 00:10:52
estas cargas negativas con el polo positivo de la pila y estas positivas 00:10:55
con el polo negativo. Y entonces, en esta situación, sí que puede pasar 00:11:00
la corriente a través del diodo. ¿Vale? En esta situación, sí. 00:11:04
Entonces, no es difícil de acordarse 00:11:11
de que la P va con positivo 00:11:13
y la N va con negativo 00:11:15
entonces, ¿qué nos digo? 00:11:17
si os acordáis un poco del año pasado 00:11:19
un tío que era un componente 00:11:20
que ponemos en el circuito y que solo 00:11:23
deja pasar la corriente 00:11:25
en un sentido 00:11:26
entonces, ¿en qué sentido es? 00:11:27
pues cuando conectamos la parte P 00:11:31
con el positivo y la parte N 00:11:33
con el negativo 00:11:35
y es, intrínsecamente hablando 00:11:35
es por esto que sucede 00:11:39
porque tiene relación con todos 00:11:40
esos semiconductores y las impurezas 00:11:42
no, no tienen 00:11:44
nada que ver con la pila, este es otro componente 00:11:50
que este será el condensador 00:11:52
que ya lo veremos también 00:11:54
bueno, pues entonces 00:11:56
que 00:11:58
si esto más o menos 00:11:58
no os voy a preguntar esto ahí 00:12:01
a nivel de que me digáis exactamente 00:12:03
que es un cristal P y un cristal N 00:12:06
y que estudiéis química y todo eso 00:12:07
entonces vamos a juntar en el cuadro 00:12:10
lo que necesitáis saber 00:12:12
ya, nada más 00:12:14
¿Qué? 00:12:15
No, no, esto entra para el 00:12:19
El mayo 00:12:20
¿Qué es lo que vamos a apuntar? 00:12:23
Pues vamos a decir 00:12:28
Que un diodo 00:12:29
Es un componente electrónico 00:12:30
Lo escribo, ve 00:12:40
Componente 00:12:42
Que solo deja pasar 00:12:43
La corriente 00:12:52
Cuando está 00:13:02
Directamente polarizado 00:13:12
con L, un cristal semiconductos con una unión P, E. Y ahora nos hacemos el dibujito del 00:13:16
componente físico y el símbolo. El componente físico los vais a ver en la práctica, son 00:14:02
Cilindros pequeñitos de color negro que detienen una franja blanca o plateada en un estrés. 00:14:19
Esto es como es físicamente un diodo. 00:14:33
Es un cilindro pequeñito, negro, que es un diodo. 00:14:47
Sí, esto es tal y como es el componente. 00:14:56
Y después el símbolo, el símbolo es un triángulo, bueno el símbolo del LED os lo conocéis, el LED es como el LED pero simplecita. 00:15:00
Bueno pues esta franja blanca en el diodo corresponde con esta raya vertical, os lo tenéis que imaginar como una especie de barrera 00:15:17
y hay que saber, es muy intuitivo, que en este sentido 00:15:28
si deja pasar la corriente, veis que esta parte de aquí 00:15:33
es como la punta de una flecha, o sea, en este sentido si deja pasar la corriente 00:15:37
es decir, si tenemos 00:15:42
una bombilla, un diodo azul 00:15:51
y una batería colocada en este 00:15:57
sentido, la corriente por convenio decimos 00:16:03
que sale del polo positivo de la pila y tiene que llegar hasta el polo negativo. Entonces, 00:16:09
en esta situación la bombilla estaría encendida. Y sin embargo, si tenemos nuestra bombilla 00:16:17
y nuestro diodo en esta posición, pero ponemos la pila al revés, la corriente intentaría 00:16:37
a salir del polo positivo de la pila en esta dirección, pero el diodo está inversamente 00:16:48
polarizado, está al revés. Está la parte positiva con el N y la parte negativa con 00:16:55
el P. Así no está bien, no está correctamente polarizado, estamos reesforzando la barrera. 00:17:04
¿Alguna pregunta de esta parte? 00:17:10
Vamos a añadir solamente una línea más a lo que estáis copiando en el cuaderno, que es, existe un tipo especial de diodo que emite luz cuando está directamente polarizado. 00:17:36
que emite luz, se llama, ¿cómo se llama? El libro que emite luz, cuando pasa corriente. 00:18:11
Ah, el libro. El libro, ¿vale? Que son las siglas de light, emitir, rayos. Y físicamente 00:18:34
vamos a dibujar como es 00:18:55
si aún no sabéis 00:18:57
una pata más larga y una más corta 00:18:59
y el símbolo es 00:19:03
como el del LED 00:19:07
pero 00:19:08
o sea como el del diodo 00:19:10
pero con dos flechitas 00:19:13
saliendo hacia el exterior 00:19:14
yo no sabía que era el diodo 00:19:16
no sabía 00:19:19
que el LED 00:19:21
sabéis que tiene polaridad 00:19:32
como es un diodo 00:19:33
hay que conectarle correctamente 00:19:35
hay varias 00:19:37
formas de identificarle, la pata más larga 00:19:38
es la que hay que conectar al positivo 00:19:41
y la pata más corta 00:19:43
es la que hay que conectar al negativo 00:19:45
también tienen una muñeca 00:19:46
en la capucha esta 00:19:48
o también 00:19:51
yo no suelo mirar al trasluz 00:19:52
porque muchas veces es de esta manera 00:19:54
y la parte que vemos más grande 00:19:56
es la negativa 00:19:59
si lo miráis hacia el contrario 00:20:00
hay varias formas 00:20:03
El miércoles vosotros tenéis el examen, los que estáis en casa no hace falta que 00:20:04
os conectéis, pero probablemente os iré dejando algún ejercicio de diodos, los ejercicios 00:20:18
de diodos son muy fáciles, es enfrentarse a un circuito con un montón de diodos puestos 00:20:24
e ir siguiendo su sentido de la corriente a ver si esto luce o esto no luce. 00:20:29
Ah, pero ¿qué necesitaría de esos que tú necesitas tú? 00:20:34
¿Qué cuestionarios? 00:20:38
Yo no sé cuántas malas notas, pero que no eran de nada. 00:20:40
A ver, ruega bien, os pongo un ejemplo de un problema de dióxido. 00:20:50
Disculpe, la cuestionario. 00:21:00
Ahí está, vamos a seguir con el 17, el 17. 00:21:09
El 7 de la cuarentena. 00:21:13
El 7 de la cuarentena. 00:21:17
El 7 de la cuarentena. 00:21:21
El 7 de la cuarentena. 00:21:23
El 7 de la cuarentena. 00:21:27
El 7 de la cuarentena. 00:21:27
Esto es un ejercicio de diodos. 00:21:29
Y la pregunta es, ¿qué bombillas estarán encendidas en este... 00:21:31
La 1. 00:21:46
A ver, la 1, la corriente puede hacer esto, ¿no? 00:21:47
Entonces la 1 sí. 00:21:51
La 3. 00:21:55
La 2. 00:21:56
La 2 no porque... 00:21:57
Y la 3. 00:22:02
La 3 tampoco porque... 00:22:04
Y no hay ningún camino más hacia... 00:22:08
Los electrones se vienen corriendo al negativo de la... 00:22:13
Solo la 1. 00:22:20
La 2 y la 3 no. 00:22:22
Bueno, pues este es el tipo de ejercicio para los que pueden salir. 00:22:23
Pero pues ya estamos. 00:22:27
Acaba el tiempo. 00:22:29
Subido por:
Carolina F.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
Visualizaciones:
100
Fecha:
21 de abril de 2021 - 8:53
Visibilidad:
Público
Centro:
IES ALPEDRETE
Duración:
23′ 43″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1920x1080 píxeles
Tamaño:
40.88 MBytes

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