¿Qué son los Semiconductores Discretos?
Los semiconductores discretos son un tipo de producto semiconductor. También llamados semiconductores discretos, son semiconductores con una única función implementada en un único chip. Hay muchos tipos diferentes de semiconductores discretos, como diodos, transistores y tiristores.
Los módulos que combinan varios chips discretos en un solo envase también se clasifican como semiconductores discretos.
Por otro lado, a diferencia de los discretos de una sola función, los productos semiconductores en los que se montan varios elementos semiconductores en un solo chip y se implementan múltiples funciones, como el cálculo y la memoria, se conocen como circuitos integrados (CI).
Usos de los Semiconductores Discretos
Existen varios tipos de semiconductores discretos, cada uno de los cuales se utiliza en campos muy diversos.
Los elementos emisores de luz, como los diodos emisores de luz, se utilizan en iluminación, pantallas, retroiluminación de equipos electrónicos, mandos a distancia, etc., mientras que los elementos receptores de luz, como los fotodiodos y los fototransistores, se emplean en sistemas de comunicación óptica, espectrómetros, puertas automáticas y sensores.
Los semiconductores de potencia, como diodos, transistores y tiristores, proporcionan control de corriente y potencia y se utilizan en fuentes de alimentación para equipos de comunicación y ofimática, control de potencia en estaciones base de comunicaciones y centros de datos, acondicionadores de potencia en centrales eléctricas, sistemas de propulsión y sistemas de control de vehículos en ferrocarriles, fuentes de alimentación a bordo y cargadores para vehículos eléctricos (VE), etc.
Principio de Funcionamiento de los Semiconductores Discretos
El principio de funcionamiento de los principales semiconductores discretos es el siguiente:
- Diodo: un diodo es un elemento que permite el paso de la corriente en un solo sentido.
A menudo se utilizan diodos de tipo PN, formados por una unión semiconductora de tipo N y otra de tipo P: cuando se aplica una tensión directa positiva al lado P y una tensión directa negativa al lado N, el exceso de electrones libres del lado N se desplaza al lado P y los huecos del lado P se desplazan al lado N, donde se combinan y desaparecen en la superficie de la unión.
En este punto, se suministran electrones desde la fuente de alimentación al lado N, los electrones salen del lado P y fluye corriente del lado P al lado N; si se aplica una tensión inversa negativa al lado P y una tensión positiva al lado N, ni los electrones libres ni los huecos se desplazan al lado opuesto al plano de unión, por lo que no fluye corriente.
- Transistores: los transistores son dispositivos con función de conmutación y existen dos tipos: NPN (canal N) y PNP (canal P).
En el tipo de canal N, cuando se aplica una tensión superior a la tensión umbral entre la capa P y la puerta G conectada a través de una capa aislante y la fuente S, la capa P cambia a N, pasando de una estructura NPN a una estructura NNN y permitiendo el flujo de corriente.
- Tiristor: el tiristor es un dispositivo con una función rectificadora y tiene una estructura de cuatro capas PNPN.
Cuando se introduce una señal de disparo en la puerta y se aplica una tensión directa entre el ánodo y el cátodo, el tiristor se enciende y, una vez encendido, la corriente sigue fluyendo aunque se pierda la señal de la puerta. Cuando se aplica una tensión inversa entre el ánodo y el cátodo, el tiristor pasa al estado de apagado.
Este principio se utiliza para realizar un funcionamiento en el que una corriente alterna fluye entre el ánodo y el cátodo, suministrando energía sólo durante la mitad del ciclo de CA.