Fundamentos de electrónica Investigación diodos Adrian de Jesús Espinoza Méndez IBI-2ª 21/02/2022 ¿Qué es un diodo? Es un dispositivo semiconductor que cuenta con dos terminales, un ánodo (+) y un cátodo (-) y solo permiten el flujo de la electricidad en un solo sentido. Debido a esto, el diodo presenta las mismas características que un interruptor. Su funcionamiento se le debe al popular inventor estadounidense Lee De Forest, de quien John Fleming tomó algunos principios para la creación. Los primeros diodos que aparecieron eran válvulas o tubos vacíos llamados válvulas termoiónicas y que se encontraban construidos por medio de dos electrodos rodeados de vació en un tubo de cristal, muy similares a las lámparas incandescentes. El diodo ideal es un componente que presenta resistencia nula al paso de la corriente en un sentido determinado, y resistencia infinita en el sentido opuesto. En el siguiente ejemplo podemos notar que al tener el diodo polarizado directamente éste actúa como un interruptor cerrado, de modo contrario, al tener el diodo polarizado de manera inversa éste actúa como un interruptor abierto, lo que ocasiona que no se complete el circuito. Composición de un diodo Para poder hablar de la composición de un diodo, primero debemos de conocer la diferencia entre un material tipo “P” y “N”. Material tipo P Un Semiconductor tipo P se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado, añadiendo átomos al semiconductor para aumentar el número de portadores de cargas (en este caso cargas positivas o huecos). Material tipo N Un Semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado, añadiendo átomos al semiconductor para aumentar el número de portadores de cargas (en este caso cargas negativas o electrones). El diodo semiconductor está constituido fundamentalmente por una unión P-N, añadiéndole un terminal de conexión a cada uno de los contactos metálicos de sus extremos y una cápsula que aloja todo el conjunto, dejando al exterior las terminales que corresponden al ánodo (zona P) y al cátodo (Zona N). Polarización de un diodo Existen dos tipos de polarización para un diodo, Directa e Inversa. Polarización directa de un diodo El ánodo se conecta al terminal positivo de la batería y el cátodo al terminal negativo. Una de las características de la polarización directa es que el diodo conduce con una caída de tensión de 0.6 a 0.7 V. El voltaje aplicado supera el potencial de contacto y reduce la región de agotamiento. El ánodo, en efecto, se convierte en fuente de huecos y el cátodo se convierte una fuente de electrones, de modo que los huecos y los electrones se generan continuamente en la unión. La corriente aumenta exponencialmente conforme el voltaje aplicado tiende al valor del potencial de contacto (0.6 a 0.7 V para el silicio). Este efecto se describe cuantitativamente con la ecuación del diodo: Polarización inversa de un diodo El ánodo se conecta al terminal negativo de la batería y el cátodo al terminal positivo. Una de las características de la polarización inversa es que, el valor de la resistencia interna del diodo es muy elevado y en consecuencia actúa como un interruptor abierto. El ánodo se conecta al silicio tipo n y el cátodo al silicio tipo p, la región de agotamiento aumenta, lo que inhibe la difusión de electrones y por tanto la corriente. Aunque fluye una corriente de saturación inversa (Io), ésta es extremadamente pequeña (del orden de 10-9 a 10-15 A) Tipos de diodos Existen diferentes tipos de diodos, que pueden diferir en su aspecto físico, impurezas, uso de electrones y algunos que tienen características eléctricas particulares usados para una aplicación especial en un circuito. Estos son algunos de los diodos comúnmente utilizados: • Diodo Rectificador • Diodo Schottky • Diodo Zener • Diodo Varicap • Diodo Pin • Diodo Túnel • Diodo LED • Fotodiodo Curva característica del diodo La curva característica corriente-voltaje para el diodo ideal se muestra en la Imagen en color rojo. Este modelo implica que el diodo está completamente activado para cualquier voltaje mayor o igual a 0. Además, se supone que la corriente de saturación inversa es 0 cuando tiene polarización inversa. Una buena aproximación inicial para el diodo real se da por la línea de color azul, ya que replican la caída de voltaje real de 0.6 a 0.7 V, medida a través del diodo de silicio cuando tiene polarización directa. Referencias Mecatronica LATAM. (23 de abril de 2021). Obtenido de https://www.mecatronicalatam.com/es/tutoriales/electronica/componenteselectronicos/diodo/#:~:text=de%20manera%20simple.,%C2%BFQu%C3%A9%20es%20un%20diodo%3F,mismas%20caracter%C3%ADsticas%20qu e%20un%20interruptor.
