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NotaPublicado: Mar Oct 30, 2018 11:54 pm 
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Registrado: Dom Feb 11, 2007 10:16 pm
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Sí, es interesante el tema de nos nuevos semiconductores, algunos, como el carburo de silicio, que ya tuvo utilidad en el pasado, pero el AsGa que comenzó utilizándose en leds tiene grandes posibilidades futuras, así como el InGaAs (arseniuro de galio e indio) y el InSe (seleniuro de indio) que puede fabricarse con muy pocos átomos de espesor ...Por no hablar del creciente número de semiconductores orgánicos como el PEDOT:PSS, la polianilina, o el fosforeno...

Sobre las pruebas que realizo estos días, hay un detalle que me ha intrigado, y es que a veces las curvas parecen mostrar una cierta "histéresis", que sin duda no es de tipo magnético. En la siguiente imagen muestro una ampliación de la curva del carborundo, en que se observan claramente las dos líneas en el paso por cero...

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...Pienso que pueda deberse a que la corriente crea una cierta abundancia de portadores que tardan un tiempo en desaparecer...

Otra prueba la he realizado con distintas piritas. De las muestras que tengo, dos de ellas conducen mucho en ambos sentidos, prácticamente de forma lineal, como un cable de cobre... otra, que muestra dos bonitas maclas, tiene un rinconcito en forma de hueco triangular que sí muestra efecto rectificador, aunque la resistencia inverna no sea nada del otro mundo.

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...También lo he mirado una pirita de más de medio kilo que tengo hace treinta años en una estantería... y que mostrando conducción pura y dura en la mayoría de su superficie, en un punto concreto actúa como un excelente rectificador...

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Saludos

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NotaPublicado: Mié Oct 31, 2018 10:39 am 
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Registrado: Mié Feb 25, 2004 9:30 am
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Estas haciendo un trabajo magnifico, te faltan algunos materiales por analizar de los que si quieres te puedo proporcionar muestras. El selenio, oxido de cobre, tetraedrita y la zincita.

En cuanto a la histeresis, no claro que no es magnética, se debe a la poca movilidad de los portadores. Si varias la frecuencia se ampliara el ancho de la histeresis y en continua desaparecerá.

En cuanto a que unos materiales presenten diodos o no, casi tiene mas importancia el contacto que el material.

Salud!!


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NotaPublicado: Mié Oct 31, 2018 7:33 pm 
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Registrado: Dom Feb 11, 2007 10:16 pm
Mensajes: 4587
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Gracias Profesor, es un tema muy variado y que engancha, especialmente si nos fijamos en los detalles, en que se manifiestan fenómenos más complejos que lo que parece a primera vista. Estos materiales que citas pueden ser interesantes, especialmente la zincita por su zona de resistencia negativa (que aún no he podido experimentar), y la tetraedrita, un sulfuro doble que no conocía. De óxido de selenio sólo tengo pequeños discos de 2,5 mm procedentes de un antiguo rectificador de M.A.T. y del cobre no he encontrado conducción alguna en sus minerales (sulfatos y carbonatos), pero el óxido promete mucho más, porque en los años 30 y 40 llegó a utilizarse en rectificadores. Respecto a esto último pensaba oxidar cobre en caliente en atmósfera de oxígeno, pero aún no tengo las cosas a punto para "cocerlo".

Sobre el Carburo de Silicio, he encontrado algunas imágenes de rectificadores de principios del siglo XX que me demuestran que la "rectificación" no venía de los contactos con puntas metálicas, si no del desplazamiento de los umbrales mediante la polarización...

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En la imagen se ve que no hay nada asimétrico, tipo superficie-punta, si no que en realidad el carborundum está simplemente sujeto entre dos placas metálicas. Otros rectificadores de este material más elaborados también siguen la misma pauta, indicando además en sus etiquetas las palabras "Permanently Fixed", lo que significa que tanto el componente como los contactos internos eran permanentes y fiables, a diferencia de los rectificadores de punta de contacto, especialmente de la galena, cuya punta era muy sensible a las vibraciones y además debía moverse y reajustarse cada poco tiempo para mantener una aceptable recepción...

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===================

Rebuscando en el trastero he localizado mi vieja caja de minerales (que cambié de niño por un viaje a Barcelona) y sobre el tema que tratamos, aparte de un pequeño trozo de pirita sin nada especial, he encontrado una galena que presenta rectificación muy floja y en escasos puntos, pero en cambio muestra una visible histéresis que comienza justo acaba la zona más relajada cercana al cero...

Las unidades de los ejes X e Y de todas las curvas, menos la que indica otra cifra, son 20 V/div. La del eje Y está medida sobre una resistencia de carga de 4,7 K.

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También hay en la caja dos ejemplos más de minerales con conducción no lineal. El primero es un fragmento de magnetita (una combinación de óxidos de hierro que presenta un leve magnetismo), y que muestra una curva similar al carburo de silicio, igual en los dos sentidos de conducción, pero con el doble umbral menos marcado y con más pendiente, por lo cual apenas tendría utilidad como rectificador polarizado...

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...El segundo mineral está formado por cristales de blenda (sulfuro de zinc), también de doble conducción, Aún con menos umbral diferenciable pero también con una visible histéresis que además difiere de la observada en galena, ya que que manifiesta mucho más hacia los extremos de la polarización, que recordemos, es de unos 36 Vpp.


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...Y por último, para comparar, he probado de nuevo mi diodo de germanio OAhg... que después de un algo más de un mes de construido sigue mostrando las características del primer día, perfecta rectificación y débil corriente de fuga que se mantiene sobre los 11 uA a 12 volts...

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...Aquí una ampliación de la zona del codo del mismo diodo, a una escala de 1 Volts/div (mientras la anterior era de 20 Volts/div), y que también muestra una ligera histéresis en la pendiente de conducción directa...

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Por cierto, la cajita de minerales, a la que tengo gran apego por los recuerdos que me trae, es ésta...

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Saludos a todos

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NotaPublicado: Jue Nov 01, 2018 11:47 am 
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Registrado: Dom Feb 11, 2007 10:16 pm
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La tabla de H. P. Friedrichs sobre cristales de posible uso en detectores de radio es realmente extensa e interesante y puede verse y descargarse desde la dirección:

http://www.hpfriedrichs.com/radioroom/c ... -06-11.pdf

Sobre el caso concreto del Carburo de Silicio como detector encontrado una referencia a un receptor Marconi 107A de 1915 que lo utilizaba. En el cual, la parte propiamente del circuito del "rectificador" era...

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Este circuito llevó a variaciones de polarización bipolar, como el circuito siguiente...

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A este respecto hay que decir que el símbolo de diodo aplicado en los dos esquemas anteriores al elemento de Carborundo, no sería de todo correcto, porque como ya mostré en las curvas, este elemento realmente no actúa como rectificador por si mismo, si no sólo por efecto de la polarización sobre el desplazamiento de los umbrales de conducción.

También podéis bajar en pdf un interesante libro "Practical wireless telegraphy", publicado en 1917 por E.E.Bucher, desde la dirección:

https://archive.org/download/practicalw ... 00buch.pdf


Un saludo a todos

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NotaPublicado: Jue Nov 01, 2018 11:03 pm 
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Registrado: Dom Feb 11, 2007 10:16 pm
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Bueno, unos últimos apuntes sobre el carburo de silicio y ya pasaré a otra cosa.

Dije que el umbral que había medido era sobre los 10 Volts, pero eso naturalmente era al medir la piedra entera, en la que hay multitud de cristales amontonados formado agujas, como el castillo del mago malo del Señor de los Anillos. El carburo de silicio se utiliza también para los "varistores" o resistencias de protección VDR (Voltage Dependent Resistor), y suelen tener la forma de un disco de polvo sinterizado con los extremos plateados en donde van soldados los electrodos. En mis cajas de materiales guardo algunas de tales resistencias procedentes de desguaces. La mayoría estaban en primarios de fuentes conmutadas y por lo tanto son de una tensión relativamente alta, como de 480-600 Volt, pero tengo algunas de tensión más baja...

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...Estas dos, en concreto, son de 60 y 70 volts, lo cual he podido comprobar subiendo la tensión alterna de prueba hasta que en el osciloscopio ha aparecido la siguiente curva...

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...Las resistencias VDR también se fabrican con óxido de zinc, pero su curva es distinta, con puntos de conducción mucho más abruptos, como muestra la siguiente imagen. En todo caso, ninguna de las que tengo de baja tensión, parece ser de este tipo.

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La idea, entonces, era conseguir un elemento de SiC que tuviera un umbral más bajo, y para ello he cortado la VDR con un dremel y un disco de diamante, y he intentado conseguir una lámina lo más fina posible, pero el carborundo es trementamente duro (por eso se usa como abrasivo), y e incluso al disco de diamante le cuesta bastante ir comiendo décima a décima... he insistido, pero cuando lo tenía casi a punto la lámina simplemente se me ha deshecho a trozos... Así que dejo las VDR y corto una pequeña parte de la piedra de carborundo, eligiendo que quede al menos una cara plana en la parte superior, lo que garantiza cierta homogeneidad interna del fragmento...

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...Luego voy rebajando esta cara y en paralelo el plano inferior. La idea es que ambas caras sean mate para estabilizar las características, siempre más inestables en las caras pulidas. Con bastante cuidado por el pequeño tamaño del fragmento consigo rebajarlo hasta un grosor de tres o cuatro décimas, aunque creo que el disco de corte me ha quedado para el arrastre. Luego fijo la diminuta lámina sobre una base de hojalata, con una gota de pintura de plata conductora en la parte baja y cianocrilato alrededor...

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El "bigote" es el típico de bronce fosforoso de 0,2 mm, y nada más conectarlo observo como en efecto el umbral ha disminuido de forma apreciable. La primera imagen es de la curva con 20 V/div, mientras que la siguiente es de tan solo 5 V/div, en el cual observamos que el umbral ha quedado reducido a tan solo 1,5 volts

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...En esta última imagen se nota un pequeño "desplazamiento" del punto central, más o menos correspondiente a 1 Volt, como si de alguna manera apareciera un pequeñísimo efecto rectificador. En principio esto puede deberse al efecto de la punta en una cara con respecto a la base ancha en la otra, pero la mayor parte es debida a los años que tiene mi osciloscopio, que al cambiar de sensibilidad siempre he de retocar los centrados porque tienen tendencia a variar.

Esto enlaza un poco con lo que dice la Wikipedia sobre los varistores de carburo de silicio. En la descripción dice que los gramos están aglomerados en todas direcciones, lo cual hace que los pequeños "diodos" formados se agrupen en tanto en serie como en paralelo y en ambos sentidos, por lo cual la respuesta es simétrica respecto a las corrientes alternas ...Pero yo insisto, no me parece que haya diodos, al carburo de silicio en su estado original no le veo efecto rectificador significativo, todo cuanto hace es por los umbrales y la polarización, y para demostrarlo he realizado la siguiente prueba...

...He cambiado la excitación de alterna de 50 Hz y más de 70 Volts por 10 Khz y tan solo 3 volts. Cambio también la disposición del osciloscopio para que muestre en el canal inferior la señal excitadora y en la superior la salida de supuesto "diodo", y como puede verse, esta señal superior es simétrica, no hay rectificación, sólo la deformación causada por ambos umbrales y los picos centrales que destacan en las dos polaridades...

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Seguidamente he añadido una fuente de alimentación variable en serie con la señal de entrada y he ido aumentado la polarización, observando como uno de los picos iba creciendo mientras el otro menguaba hasta desaparecer. El mejor valor de polarización ha sido de 2,2 Volts, que ha dado lugar a lo que muestra la última imagen, donde sí puede verse que la señal inferior aparece en la parte superior bien rectificada.

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Saludos a todos...

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NotaPublicado: Vie Nov 02, 2018 8:18 pm 
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Registrado: Dom Feb 11, 2007 10:16 pm
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Un interesante y bien documentada publicación de 1949 titulada "Metal Rectifiers", la podéis bajar desde el siguiente enlace...

https://drive.google.com/open?id=1tqN-4 ... Up3XSGVRQV

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NotaPublicado: Dom Nov 04, 2018 12:22 pm 
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Una nueva prueba de rectificación por desplazamiento de umbral, en este caso utilizando silicio en vez de carborundo.

El bloque de silicio de casi medio kilo que muy amablemente me regaló el compañero Alfre2 y que presumiblemente procede de una fábrica de células solares, es de características desconocidas en cuanto a pureza y dopaje. Su resistencia es tirando a baja (ahora no recuerdo los datos que obtuve de forma precaria hace un tiempo), lo cual significa o bien que su grado de pureza no es muy alto o que por el contrario está dopado probablemente con impurezas tipo P. Así que en el largo proceso que lleva desde la arena inicial a las células solares, hay tantas etapas que en mi falta de conocimientos y capacidad de análisis no sabría decir en qué punto se encuentra.

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El caso es que frente a una punta de contacto (y sin haber realizado el proceso del "forming") este silicio parece comportarse de forma parecida al carborundo, sin crear una rectificación clara, sólo muestra pequeños umbrales positivos y negativos, pero con este último mucho menor que el anterior. Es decir, mientras los umbrales del carborundo son bastante iguales, aunque no idénticos (el negativo es ligeramente menor que el positivo), en este caso el negativo es mucho menor.

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...Con esta respuesta no podemos utilizarlo a igual que he hecho con el germanio en el diodo OAhg!, creando un rectificador de tipo Schottky, pero sí como el carborundo para pequeñas señales, de un máximo de 0,5 Volts, desplazando el umbral más pequeño mediante una polarización, que en este caso es mucho más pequeña que con el carburo de silicio.

La siguiente imagen muestra la rectificación normal de esta unión, de una señal de 0,3 Vpp. Observando que respecto a una unión de punta de contacto de germanio, la polaridad es inversa... (aparte que los canales del osciloscopio están cambiados, con la entrada arriba y la salida abajo)

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...Ahora lo polarizamos con tan solo 0,2 volts y la salida aumenta de manera evidente...

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...mostrando además unas líneas de corte mucho más marcadas que las del carborundo, lo que podría indicar más movilidad de los portadores de estas muestras y una mejor respuesta a frecuencias altas...

En fin, sigo con las pruebas y también con un par de horas diarias de lectura de la abundante información que he encontrado, la mayor parte de la cual me estoy tragando en inglés (con grandes dificultades) y otra más reducida traduciéndola al español página a página con el trabalenguas del Google. Sin duda es un tema para tomárselo con calma, ya que tanto las improvisadas pruebas como estos textos me van despejando dudas y una vez más hacen que me maraville ante el ingente trabajo de investigación de tantos personajes casi anónimos cuyo genio ha acabado por cambiar nuestras vidas ...mientras que en la tele ha finalizado la película que hacían sobre no sé qué asesinato de una modelo ninfococainómana y ahora unos tipos casi histéricos discuten entre sí sobre otros llamados Ronaldo y Messi, rodeados de glamour mediático y de cifras de centenares de millones de euros, aunque su única habilidad conocida sea saber darle (eso no lo discuto) coces a un balón...

Un saludo a todos

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NotaPublicado: Mar Nov 06, 2018 11:51 pm 
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Al fin he recibido la lupa binocular y he tomado algunas fotos. Tengo una pequeña cámara Nikon Colpix-4300 antigua, que va perfecta para simplemente colocarla sobre el ocular y que las imágenes queden razonablemente bien, aunque mirando directamente siempre se ve mejor...

...Un diodo de germanio de unos 7 u 8 mm. de largo al que corté una parte del cristal para una experiencia...

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...Una plaquita de un diodo de germanio de 1 mm de lado, que muestra algunas erosiones de una descarga de condensador excesiva intentando fijar un "bigote". La magnificación viene a ser de 40x

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...Otra plaquita igual con un auténtico cráter por otra descarga mayor...

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Una parte de mi diodo OAhg!, aunque no se ve la placa de germanio 5N por estar tapada a causa de la vaporización interna producida durante el proceso de "forming". Como referencia, el hilo del muelle de bronce fosforoso tiene un diámetro de 0,18 mm...

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...Un fragmento de mineral fluorescente que me pasó el Profesor, iluminado con ultravioletas

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Saludos a todos...

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NotaPublicado: Vie Nov 09, 2018 2:15 am 
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Registrado: Dom Feb 11, 2007 10:16 pm
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Ubicación: Islas Baleares, España
Por fin he conseguido curvas de resistencia negativa con un cristal. Se trata de un par un fragmento de zincita que me ha pasado el Profesor junto a otros interesantes materiales, ya que con las piritas que tengo no había habido manera de conseguirlo, así como con contactos de acero galvanizado sobre aluminio, tal como muestra Nyle Steiner en su web...

El fragmento de zincita parece un corte de un cristal exagonal, y el efecto se manifiesta entre varios puntos de los extremos de las caras originales, que ahora están en el lateral. Para los contactos he utilizado dos puntas de acero de cierta consistencia, que sujetan el cristal por ambos lados. La base, en este caso, es sólo de soporte, y está cubierta por plástico adhesivo y por tanto el metal no afecta a las características eléctricas del cristal...

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...En la siguiente imagen se ve perfectamente la característica de resistencia negativa en el ciclo positivo, mientras el negativo muestra un comportamiento casi óhmico. Al subir la tensión sube la intensidad con bastante pendiente, pero en un cierto momento la intensidad comienza a disminuir pese a seguir subiendo la tensión hasta más o manos los 18 Vp. En esta zona de caída es donde se manifiesta el fenómeno que asociado a un circuito LC permitiría generar oscilaciones alternas mantenidas, tanto de baja frecuencia como de radiofrecuencia...

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La forma de la curva es muy variable con la posición de las agujas con respecto al cristal, e incluso con las agujas quietas se muestra bastante inestable. En la próxima imagen también se ve el efecto de resistencia negativa, pero desde otros parámetros, simplemente por haber variado levemente la posición de una de las agujas.

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En fin, sumamente interesante, es la primera vez que consigo experimentar con este fenómeno. Mañana intentaré acoplarle el circuito LC para hacerlo oscilar...

Un saludo a todos

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NotaPublicado: Sab Nov 10, 2018 11:23 am 
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Registrado: Dom Feb 11, 2007 10:16 pm
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Ubicación: Islas Baleares, España
...En fin, chicos, sobre la zincita es evidente que produce este efecto, y aunque la forma de onda no sea idéntica al "túnel" muestra la zona de resistencia negativa, que es lo interesante. Por otra parte, encontrar los puntos con curva de resistencia negativa no es fácil, ya que al probar te aparecen formas de todo tipo, bastante simétricas con un pequeño efecto umbral como el carburo de silicio, asimétricas con efecto rectificación como el silicio o cosas más variadas e inclasificables como en la pirita y la galena, y en este caso con una notable histéresis de portadores que hace que la curva en un sentido no siga el mismo camino que en el contrario. Además, como la curva "negativa" aparece casi exclusivament entre las caras naturales del cristal, que en este caso están en la periferia del disco exagonal y tienen apenas 1,5 mm de grosor, hay poco espacio para mover las agujas. Como ya comenté en el mensaje anterior, el efecto en sí es bastante inestable, varía bastante con cualquier cosa, con un ligero cambio en la presión o inclinación de las agujas, por si solo con el tiempo y sobre todo con algo que a sido una sorpresa, varía mucho con la presencia de luz ultravioleta, cambiando tanto en forma como en valores absolutos de conducción, que pueden llegar a crecer en porcentajes de hasta 5/1.

Este fragmento es un corte perpenticular de un cristal más grande, y como no es un material muy duro si mueves un poco las agujas acaban erosionándolo, por lo cual es necesario ir con cuidado.

Saludos a todos

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