1. Si se dopa un semiconductor intrínseco con impurezas aceptadoras, ¿qué portadores se introducen y que iones aparecen en la red cristalina?
Para dopar un semiconductor intrínseco (del grupo IV, como el germanio o el silicio), se introducen impurezas trivalentes como aluminio, boro, indio… Para este tipo de impureza resulta un exceso de huecos, pues al existir una diferencia de un electrón de valencia entre el germanio y el indio, por ejemplo, no pueden completarse más que tres enlaces covalentes, quedando un hueco en el cuarto enlace. Se llaman aceptadores, por crear una configuración en la que uno de los enlaces está en condiciones de aceptar un electrón para cubrir su hueco.
2. Enunciar la ley de neutralidad de las cargas de un SC dopado con impurezas donadoras y aceptadoras.
La ley de neutralidad nos dice que no se produce movimiento de las partículas portadoras de carga. La neutralidad o equilibrio se produce cuando el arrastre debido al campo interno se iguala a la difusión. Debido a esto aparecen tres zonas en la pastilla semiconductora: dos zonas neutras en ambos extremos (semiconductores homogéneas) y una zona de transición (bipolar) a un lado y a otro de la unión, en esta zona no existen portadores de carga, solo iones estabilizados de uno y otro signo y no se producen fenómenos de generación-recombinación.
3. Cálculo de potencial de contacto de una unión PN.
Es la diferencia de potencial entre las dos zonas neutras de la estructura de la unión p-n. La diferencia de potencial entre dos puntos de un semiconductor puede calcularse a partir de las concentraciones de portadores como:

Siendo x2 un punto cualquiera de la zona neutra correspondiente al lado n de la unión y x1 otro de la zona neutra del lado p. Entonces, el potencial de contacto, V0, valdrá:

Como se puede observar la zona n estará siempre a más potencial que la zona p. También podemos observar que el potencial de contacto está relacionado con la anchura total de la zona de transición:

5. Efecto Early.
Se observa cómo un aumento de VCB incrementa la polarización inversa de JC y en consecuencia aumenta la anchura de la zona de transición, con lo que disminuye la anchura efectiva de la base Wb.
- Disminuye la recombinación en la base, y por tanto á crece al incrementar VCB. - El gradiente de concentración de minoritarios crece junto a la base. Como IE es proporcional al gradiente de Pn en JE, IE crece al aumentar VCB. - Si VCB es muy alta, puede anularse la anchura de la base Wb provocando la ruptura del transistor (perforación de la base)
6. Curva característica de un AO real: explicación de cada uno de los puntos y tramos que aparecen en esta curva.
Para una tensión de entrada nula, la tensión de salida ya no es nula, por lo que aparece la tensión de entrada de offset (tensión que debe aplicarse a los terminales de entrada para equilibrar el amplificador, es decir, hacer su salida nula Vo=0).
La ganancia en lazo abierto ya no es infinita: -Av = %& %', Vi

?0, Vo= -Av·Vi
La excursión máxima de la señal de salida ya no es ±Vcc, sino algo inferior debido a que la tensión de saturación de los transistores de salida en la práctica no es nula.
La impedancia de entrada en los amplificadores operacionales reales tampoco es infinita. Los valores típicos oscilan entre 100K? y 106 M?.
La resistencia de salida, que en el amplificador ideal era nula, adquiere valores comprendidos entre 6? y 100?.
8. EnunSCextrínseco: ecuacionesdedensidaddecorrientetotaldehuecosyelectrones.
Leydeaccióndemasas: nn Apartirdeestaleydeasociacióndemasasydelaleydeneutralidadeléctrica, sepuedencalcularlasdensidadesdecargaenunsemiconductorextrínseco.
Nd++p=Na-+n
Impurezasdemandadoras: : Na=0, Nd?0
Impurezasaceptadoras: Na?0, Nd=0
Nd: concentraciónimpurezasdemandadoras: nºimpurezasdemandadoras/cm3Na: concentraciónimpurezasaceptadoras: nºimpurezasaceptadoras/cm3
11. Efectos que produce el que un AO la impedancia de entrada Ze!=0.
El efecto que produce es que al existir una corriente de entrada que multiplicada por la impedancia hace que la tensión en los terminales de entrada del AO Vi sea distinta de cero. Por tanto Av??. Las demás características se suponen ideales.
14. Semiconductores extrínsecos.
Son semiconductores impuros que presentan incrustaciones en su red cristalina, y los cuerpos introducidos como impurezas dan un exceso de electrones libres, utilizables como elementos portadores de carga denominados donadores.
A temperatura ambiente, prácticamente todos los átomos de impureza están ionizados. En consecuencia, cuando se introduzca en un SC como impureza un donador, habrá más electrones en la banda de conducción que huecos en la de valencia, y la corriente resultante será casi totalmente debida a los electores. En tales condiciones se dice que el semiconductor es de tipo n, que los e- son mayoritarios y los huecos minoritarios. Si se trata de impurezas de tipo aceptador existirán más h+ en la banda de valencia que e- en la de conducción; el SC es de tipo p, los h+ mayoritarios y los e- minoritarios y la corriente será debida principalmente a los h+.
En los SC extrínsecos puede existir dos tipos de corrientes: corriente eléctrica y corriente por difusión. La primera se produce al someter partículas dentro de un cristal a un campo eléctrico, este desplazamiento puede ser en el mismo sentido del campo (h+) o en sentido contrario (e-). Esta corriente eléctrica también se llama conducción. La segunda se produce como consecuencia de un desplazamiento de portadores por difusión entre una zona de alta densidad de carga y otra de baja.
16. Diodo zener
Está fabricado para trabajar en la zona de ruptura, es decir, en polarización inversa.
Fenómeno de ruptura: limita la polarización inversa. Se define como aquella tensión en inversa para la cual aparece un aumento de corriente por la unión. Este aumento de intensidad depende de varios factores (tipo, dopado…). Causas:
1. Inestabilidad térmica: se destruye debido a su proceso acumulativo de calor disipado. 2. Multiplicación por avalancha: las zonas están poco dopadas. Efecto multiplicador de choques entre huecos-electrones que generan nuevos pares que hacen romper los enlaces covalentes. 3. Efecto túnel o zener: cuando están muy dopados, la zona bipolar es estrecha. Los e- son atravesados pero no tienen fuerza para romper los enlaces.
Estabilizador de tensión (para mantenernos en el intervalo y no romper el diodo)
17. Rectificación de onda completa
Transfiere energía de la entrada a la salida durante todo el ciclo y proporciona mayor corriente promedio por cada ciclo en relación a la que se obtiene con un rectificador de media onda. Al construir un rectificador de onda completa se utiliza un transformador con el fin de obtener portadores positivos y negativos. Cuando la fuente de tensión es positiva, los diodos A y B conducen y los diodos C y D son circuitos abiertos. Cuando la corriente es negativa se invierte la situación.
18. Circuitos recortadores
Los circuitos recortadores se utilizan para eliminar parte de una forma de onda que se encuentra por encima o por debajo de algún nivel de referencia. Los recortadores polarizados en paralelo son aquellos en los que se realizan recortes positivos y negativos simultáneamente. Estos recortadores se diseñan utilizando dos diodos y dos fuentes de tensión orientadas en forma opuesta.
Otro tipo de recortadores son los polarizados en serie. En este tipo de recortadores suponemos que se utilizan diodos ideales, cuando estos diodos se encuentran en conducción, la salida es cero y cuando no conduce, la salida es distinta de cero.
19. Corriente de difusión en transistores
Considerando el transistor en circuito abierto, aislado sin que se le aplique ninguna tensión de polarización, todas las corrientes deben ser nulas. Si suponemos las uniones simétricas, las alturas de las barreras serán idénticas para la unión del emisor (Je) y para la unión del colector (Jc).
20. Circuitos rectificadores
La rectificación es el proceso de convertir una señal alterna (ca) en otra que se restringe a una sola dirección (cd). La rectificación se clasifica ya sea como de media onda o de onda completa.
De media onda: cuando la tensión de entrada es positiva, el diodo se polariza en directo y se puede reemplazar por un cortocircuito (suponiendo que sea ideal). Si la tensión de entrada es negativa, el diodo se polariza en inverso y se puede reemplazar por un circuito abierto (siempre que la tensión no sea muy negativa como para romper la unión). Por tanto, cuando el diodo se polariza en directo, la tensión de salida a través del resistor de carga se puede encontrar a partir de un divisor de tensión. Por otra parte, en condición de polarización inversa, la corriente es cero, de manera que la tensión de salida también es cero.
De onda completa: transfiere energía de la entrada a la salida durante todo el ciclo y proporciona mayor corriente promedio por cada ciclo que el de media onda. Por lo general, al construir un rectificador de onda completa se utiliza un transformador con el fin de obtener polaridades positivas y negativas. Produce el doble de corriente promedio en relación con el de media onda.
21. Diferencias entre AO ideal y AO real
2. La ganancia en la pendiente en el amplificador ideal es infinita y en el real tiene valor (Av). 3. En el ideal, el margen dinámico es ±Vcc y en el real la excursión máxima de la señal de salida es inferior a ±Vcc. 4. La impedancia de entrada en el AO ideal es ?, mientras que en el real es Vi, distinto de infinito. 5. La resistencia de entrada en el ideal es ? y en el real:
6. La resistencia de salida en el ideal es nula y en el real: Ro?0
R!=o= entre 6? y 100?
22. MosFet de enriquecimiento
El MOSFET es un transistor de efecto de campo que tiene un aislante (dióxido de silicio) entre la puerta y otros elementos, además de una unión PN. Se parte de un sustrato P de alta
resistividad (poco dopado) sobre el que se disponen dos zonas de material de tipo N altamente dopado.
El electrodo puerta (metálico) conjuntamente con la capa de SiO2, aislante como dieléctrico y el canal semiconductor, forman un condensador de placas paralelas.