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Diodo:
En este capítulo vamos a tratar un tema muy importante dentro de la electricidad como es el de Diodo.
Se define el Diodo como:
Entre ambas regiones se produce una difusión de electrones de la región N a la región P creándose una corriente que fluye de P a N pero no al revés. Esto crea la aparición de cargas fijas a ambos lados de la zona de unión (llamada región de agotamiento).
Funcionamiento del Diodo:
Se define el Diodo como:
un dispositivo electrónico que presenta dos terminales y que permite la circulación de corriente eléctrica en un solo sentidoSímbolo del diodo:
El diodo está construido con un cristar semiconductor de silicio con impurezas para crear dos regiones:
- Región P: contiene portadores de carga positiva (huecos)
- Región N: contiene portadores de carga negativa (electrones)
Entre ambas regiones se produce una difusión de electrones de la región N a la región P creándose una corriente que fluye de P a N pero no al revés. Esto crea la aparición de cargas fijas a ambos lados de la zona de unión (llamada región de agotamiento).
La acumulación de iones negativos en P y positivos en N, crea un campo eléctrico que actúa sobre los electrones libres de la región N que se opondrá a la corriente de electrones (fuerza de desplazamiento) deteniéndolos.
Los diodos tienen dos posiciones posibles:
- Polarización Directa: a favor de la corriente
- Polarización Inversa: en contra de la corriente
- Tensión Umbral: la diferencia de potencial a partir de la cual la corriente eléctrica se incrementa rápidamente en un diodo
- Tensión de Ruptura: la diferencia de potencial a partir de la cual en un diodo polarizado en inversa pasa de no tener corriente inversa a producirse una avalancha que destruye el diodo
- Tensión de Saturación: la diferencia de potencial a partir de la cual en un diodo la corriente que lo atraviesa se mantiene constante (o aumenta ligeramente)
- Zona de Conducción: la zona de la curva característica de un diodo en la que el diodo se comporta como una resistencia en serie con una fuente de tensión con diferencia de potencial V
Aplicaciones del Diodo:
Los diodos son usados frecuentemente como:
Tipos de Diodo:- Rectificador: los diodos se pueden configurar para rectificar señales de corriente alterna y convertirlas en señales de corriente continua añadiendo una inductancia. Existen varios tipos:
- Rectificadores de media onda:
- Rectificadores de onda completa:
- Multiplicador de Tensión: se utiliza para aumentar el voltaje de entrada mediante capacitadores
- Limitador de Tensión: permite transformar una señal limitando el voltaje máximo.
- Puertas Lógicas: permiten diseñar puertas lógicas booleanas (puerta "OR", puerta "AND") según el tipo de señal de entrada.
- Regulador de Tensión o Corriente: la tensión o corriente de salida se mantiene constante independientemente de las variaciones producidas en la entrada gracias a las características del diodo Zener en polarización inversa.
- Circuito Fijador: manipula la señal de entrada y la desplaza de forma vertical mediante un capacitador, un resistor y un diodo.
- Tipos de Diodos
- Diodo Avalancha: es aquel diodo que conduce la corriente en dirección inversa una vez que el voltaje inverso supera la tensión de ruptura
- Diodo de Corriente Constante: diodo que funciona como limitador de corriente eléctrica entre dos terminales de manera similar al diodo Zener
- Diodo de Cristal: formado por un cable de metal presionado contra un semiconductor de cristal. Hoy en día están obsoletos.
- Diodo de Potencia: diodo que en estado de conducción debe soportar una gran intensidad de corriente eléctrica con pequeñas caídas de tensión y en sentido inverso debe soportar una fuerte tensión negativa sin grandes fugas de intensidad.
- Diodo de Silicio: diodo formado por un semiconductor tipo P (con huecos) que está en contacto con un semiconductor tipo N.
- Diodo Gunn: diodo similar al diodo túnel, está fabricado con GaAs o InP y produce una resistencia negativa.
- Diodo Láser: diodo que presenta una cavidad resonante y que puede formar un láser.
- Diodo LED: diodo que emite luz cuando los portadores de carga emiten fotones.
- Diodo PIN: diodo que tiene una región central sin dopaje y que es usado como interruptor de alta frecuencia y también como atenuador en electrónica de potencia.
- Diodo Stabistor: diodo de silicio con características de tensión en directa muy estables y que por lo tanto se emplean en aplicaciones de estabilización.
- Diodo Schottky: diodo que está construido de un metal pegado a un semiconductor. Tiene la característica de que la tensión de ruptura es muy inferior al de los diodos PN.
- Diodo Térmico: diodo que es utilizado para medir la temperatura mediante la variación de la tensión.
- Diodo Túnel: el diodo que presenta una región de operación con resistencia negativa por el efecto túnel y que permite amplificar señales.
- Diodo Varicap: diodo que funciona como un condensador variable cuando cambia la tensión aplicada sobre él.
- Diodo Zener: diodo altamente dopado cuya zona de carga es de ancho reducido produciéndose campos eléctricos muy grandes que arrancan electrones de valencia incrementando la corriente eléctrica.
- Fotodiodo: diodo sensible ala luz y se suele usar en celdas solares o fotometría.
