Video de introducción a los semiconductores, explicación fácil de entender para principiantes, desde cero

Video de Introducción a los semiconductores

El cobre es un buen ejemplo de material conductor por su estructura atómica que se puede apreciar en la figura:

cobre

Está compuesto por 29 protones de carga positiva y 29 electrones de carga negativa, por lo que lo convierte en una carga neutra.

Los electrones se encuentran en orbitas estables debido a que están en un punto donde coinciden la fuerza de atracción hacia el núcleo y la fuerza centrifuga que lo lleva hacia afuera. Esto debido a que el núcleo está girando.

Mientras más lejos está el electrón menor va a ser la fuerza de atracción y la fuerza centrífuga respecto al núcleo.

Para el estudio de la electrónica nos interesan específicamente las propiedades del electrón que se encuentra más lejos y que se le llama electrón de valencia. Si quitamos este electrón, tendría 29 cargas positivas de los protones y 28 cargas negativas de los electrones, por lo que su carga seria +1.

Debido a que la fuerza de atracción de este último electrón es muy débil puede fácilmente desprenderse de su órbita, a este electrón se le llama ELECTRON LIBRE y es la característica de los materiales conductores, porque permiten el movimiento de electrones a través de su estructura atómica. Otros ejemplos de materiales conductores son la plata y el oro.

¿ Porqué los electrones no se pegan al núcleo por efecto de la fuerza de atracción?

Los electrones no se pegan al núcleo porque al rotar éste, se neutraliza la fuerza de atracción y la fuerza centrífuga que lo lleva hacia afuera. En esta posición se mantiene estable.

Un ejemplo es el sistema planetario solar, el sol rota sobre su eje y los planetas están en orbitas estables. En esta orbitas estables se neutraliza la fuerza de atracción hacia el sol con la fuerza centrífuga.

Semiconductores

Un conductor tiene 1 electrón de valencia en sus átomos y un aislante tiene 8 electrones de valencia en sus átomos. Un material semiconductor está en una posición intermedia y cuenta con 4 electrones de valencia en su última orbita. Los mejores materiales semiconductores son el Germanio y el Silicio.

Entonces, se podría decir que los semiconductores en la electrónica se usan como un tipo de resistores cuyo valor de resistencia es controlado por el voltaje aplicado. Es decir, los átomos de silicio se pueden dopar con otros átomos para que al aplicar un voltaje menor a 0.7 voltios se comporte como una resistencia de alto valor y al sobrepasar los 0.7 voltios se comporte como una resistencia de muy bajo valor. Además si se le aplica el voltaje en un sentido tenga alta resistencia y en sentido contrario baja resistencia.

silicio

Cuando se iniciaba el desarrollo de la electrónica se empezó haciendo pruebas con el germanio pero presentaba un problema al tener una excesiva corriente inversa. Estudios posteriores con el Silicio se logró corregir este problema para utilizarlo en los diodos, transistores, circuitos integrados y chips, los cuales son ahora tan conocidos.

Diccionario electrónico

¿Qué es un Conversor de DC a AC?

Un conversor de DC a AC, también conocido como inversor o inversor de corriente, es un dispositivo electrónico que realiza la conversión de corriente continua (DC, por sus siglas en inglés, Direct Current) en corriente alterna (AC, por sus siglas en inglés, Alternating Current). Esta conversión es fundamental en numerosas aplicaciones, ya que la mayoría de los dispositivos electrónicos y electrodomésticos utilizan corriente alterna para su funcionamiento, mientras que muchas fuentes de energía, como baterías y paneles solares, generan corriente continua.

A continuación, te proporciono una explicación más detallada de cómo funciona un conversor de DC a AC:

Entrada de Corriente Continua (DC): El conversor de DC a AC toma una fuente de alimentación de corriente continua, que puede provenir de una batería, una fuente de energía solar, un automóvil u otra fuente similar. La corriente continua fluye en una sola dirección constante, lo que la diferencia de la corriente alterna.
Inversión de la Polaridad: El primer paso en el proceso es invertir la polaridad de la corriente continua. Esto significa que si la corriente está fluyendo en una dirección positiva, el conversor la cambiará a una dirección negativa y viceversa. Esto es necesario porque la corriente alterna cambia su polaridad constantemente para crear la forma de onda característica.
Generación de la Forma de Onda: Una vez invertida la polaridad, el conversor empieza a generar una forma de onda de corriente alterna. La forma de onda más común es la sinusoidal, similar a la que se obtiene de una toma de corriente de la red eléctrica. Sin embargo, existen conversores que generan formas de onda cuadradas o modificadas, dependiendo de la aplicación específica.
Amplificación y Ajuste: En algunos casos, se amplifica y ajusta la señal de salida para asegurarse de que tenga la frecuencia y la tensión adecuadas. Esto es especialmente importante si se va a alimentar equipos sensibles que requieren una corriente alterna de calidad, como electrodomésticos o dispositivos electrónicos.
Salida de Corriente Alterna (AC): Finalmente, el conversor de DC a AC proporciona una corriente alterna en su salida, que puede conectarse a los dispositivos o cargas que la requieran. La forma de onda y las características de la corriente alterna generada dependerán de las especificaciones del conversor y de las necesidades de la aplicación.

Los conversores de DC a AC son esenciales en situaciones donde es necesario utilizar dispositivos que requieren corriente alterna a partir de fuentes de energía de corriente continua, como en vehículos, sistemas de energía solar, fuentes de respaldo de energía, etc. También desempeñan un papel crucial en la inversión de energía para enviarla de nuevo a la red eléctrica en sistemas de generación distribuida y energía renovable, como la energía solar y eólica, para su distribución y consumo.