EL DIODO
Un diodo es un dispositivo que conduce corriente en una sola dirección.
UNION PN
Si se toma un bloque de silicio y se dopa una parte de él con una impureza trivalente y la otra con una impureza pentavalente, se forma un límite llamado unión pn entre las partes tipo p y tipo n resultantes y se crea un diodo básico. La región p tiene muchos huecos (portadores mayoritarios) por los átomos de impureza y solo unos cuantos electrones libres térmicamente generados (portadores minoritarios). La región n tiene muchos electrones (portadores mayoritarios) por los átomos de impureza y solo unos cuantos huecos térmicamente generados (portadores minoritarios).
FORMACION DE LA REGION DE EMPOBRECIMIENTO
Los electrones libres en la región n se mueven aleatoriamente en todas direcciones. En el instante en que se forma la unión pn, los electrones libres que se encuentran cerca de la unión en la región n comienzan a difundirse a través de la unión hacia la región p donde se combinan con los huecos que se encuentran cerca de la unión.
Cuando se forma la unión pn, la región n pierde electrones libres a medida que se difunden a través de la unión. Esto crea una capa de cargas positivas (iones pentavalentes) cerca de la unión. A medida que estos electrones se mueven a través de ésta, la región p pierde huecos a medida que los electrones y huecos se combinan. Esto crea una capa de cargas negativas (iones trivalentes) cerca de la unión. Estas dos capas de cargas positivas y negativas forman la región de empobrecimiento. El termino empobrecimiento se refiere al hecho de que la región cercana a la unión pn se queda sin portadores de carga (electrones y huecos) debido a la difusión a través de la unión.
BARRERA DE POTENCIAL
La diferencia de potencial del campo eléctrico a través de la región de empobrecimiento es la cantidad de voltaje requerido para mover electrones a través del campo eléctrico. Esta diferencia de potencial se le llama potencial de barrera y se expresa en volts. Expresado de otra manera, se debe aplicar una cierta cantidad de voltaje igual al potencial de barrera y con la polaridad apropiada a través de la unión pn para que los electrones comiencen a fluir a través de la unión.
POLARIZACION DE UN DIODO
POLARIZACION EN DIRECTA
Para polarizar un diodo se le aplica un voltaje de cc a través de él. Polarización en directa es la condición que permite la circulación de corriente a través de la unión pn.
El resistor limita la corriente en condición de polarización directa a un valor que no dañe el diodo. El voltaje de polarización debe ser más grande que el potencial de barrera.
POLARIZACION EN INVERSA
La polarización en inversa es la condición que en esencia evita la circulación de corriente a través del diodo.
SIMBOLO DEL DIODO
Existen varios tipos de diodos pero el símbolo esquemático para un diodo rectificador o de propósito general. La región n se llama cátodo y la región p ánodo. La “flecha” en el símbolo apunta a la dirección de la corriente convencional (opuesta al flujo de electrones).
Conexiones del diodo
POLARIZACION DIRECTA
http://2.bp.blogspot.com/-5nRsoSwZp1M/UA9v2URDbAI/AAAAAAAAAHk/uz0wGoytmmI/s320/Sin+t%25C3%25ADtulo3.jpg
POLARIZACION INVERSA
http://1.bp.blogspot.com/-zLBRAlj8Awg/UA9wDJ4YLwI/AAAAAAAAAHs/hRgi5fqBnqI/s320/Sin+t%25C3%25ADtulo4.jpg
PRUEBA DE UN DIODO
Se puede utilizar un milímetro como un medio rápido y sencillo para probar un diodo. Un buen diodo mostrara una resistencia extremadamente alta (idealmente un circuito abierto) con polarización en inversa y una resistencia muy baja con polarización en directa. Un diodo abierto defectuoso mostrara una resistencia extremadamente alta (o abierta) tanto con polarización en directa como en inversa. Un diodo en corto o resistivo defectuoso mostrara una baja resistencia o cero, tanto en polarización en directa como en inversa. Un diodo abierto es el tipo más común de falla.
APLICACIONES DE LOS DIODOS
Por su capacidad para conducir en una dirección y bloquearla en otra , se utilizan diodos en circuito llamados rectificadores que convierten voltaje de ca en voltaje de cd. Se encuentran rectificadores en todas las fuentes de alimentación cd que operan con una fuente de voltaje ca. Una fuente de alimentación es parte esencial de todo sistema electrónico desde el más simple hasta el más complejo.
Otra de las tantas aplicaciones que puede tener un diodo en este caso uno común es como limitador (recortador), sujetador, duplicador, triplicador, cuadriplicador etc.
Diodos para propósito especial
Diodo zener
Una aplicación importante del diodo zener es regular voltaje para producir voltajes de referencia estables para usarlos en fuentes de alimentación, voltímetros y otros instrumentos
Diodo emisor de luz (LED)
Se utilizan los led estándar en lámparas indicadoras, semáforos, pantallas para salidas de datos, y en una amplia variedad de instrumentos, que van desde aparatos electrodomésticos hasta aparatos científicos.
Diodo laser
Se utilizan los diodos laser y fotodiodos en el sistema de captación de reproductores de discos compactos (CD), también se utilizan en impresoras laser, sistemas de fibra óptica etc.
Diodo Schottky
Son diodos de alta corriente utilizados principalmente en aplicaciones de alta frecuencia y conmutación rápida.
Diodo PIN
Se utiliza como interruptor en microondas controlado por cd operado por cambios rapidos de polarización, o como dispositivo modulador.
Nota: también se pueden encontrar otros tipos de diodos para propósitos especiales.
Un diodo es un dispositivo que conduce corriente en una sola dirección.
UNION PN
Si se toma un bloque de silicio y se dopa una parte de él con una impureza trivalente y la otra con una impureza pentavalente, se forma un límite llamado unión pn entre las partes tipo p y tipo n resultantes y se crea un diodo básico. La región p tiene muchos huecos (portadores mayoritarios) por los átomos de impureza y solo unos cuantos electrones libres térmicamente generados (portadores minoritarios). La región n tiene muchos electrones (portadores mayoritarios) por los átomos de impureza y solo unos cuantos huecos térmicamente generados (portadores minoritarios).
FORMACION DE LA REGION DE EMPOBRECIMIENTO
Los electrones libres en la región n se mueven aleatoriamente en todas direcciones. En el instante en que se forma la unión pn, los electrones libres que se encuentran cerca de la unión en la región n comienzan a difundirse a través de la unión hacia la región p donde se combinan con los huecos que se encuentran cerca de la unión.
Cuando se forma la unión pn, la región n pierde electrones libres a medida que se difunden a través de la unión. Esto crea una capa de cargas positivas (iones pentavalentes) cerca de la unión. A medida que estos electrones se mueven a través de ésta, la región p pierde huecos a medida que los electrones y huecos se combinan. Esto crea una capa de cargas negativas (iones trivalentes) cerca de la unión. Estas dos capas de cargas positivas y negativas forman la región de empobrecimiento. El termino empobrecimiento se refiere al hecho de que la región cercana a la unión pn se queda sin portadores de carga (electrones y huecos) debido a la difusión a través de la unión.
BARRERA DE POTENCIAL
La diferencia de potencial del campo eléctrico a través de la región de empobrecimiento es la cantidad de voltaje requerido para mover electrones a través del campo eléctrico. Esta diferencia de potencial se le llama potencial de barrera y se expresa en volts. Expresado de otra manera, se debe aplicar una cierta cantidad de voltaje igual al potencial de barrera y con la polaridad apropiada a través de la unión pn para que los electrones comiencen a fluir a través de la unión.
POLARIZACION DE UN DIODO
POLARIZACION EN DIRECTA
Para polarizar un diodo se le aplica un voltaje de cc a través de él. Polarización en directa es la condición que permite la circulación de corriente a través de la unión pn.
El resistor limita la corriente en condición de polarización directa a un valor que no dañe el diodo. El voltaje de polarización debe ser más grande que el potencial de barrera.
POLARIZACION EN INVERSA
La polarización en inversa es la condición que en esencia evita la circulación de corriente a través del diodo.
SIMBOLO DEL DIODO
Existen varios tipos de diodos pero el símbolo esquemático para un diodo rectificador o de propósito general. La región n se llama cátodo y la región p ánodo. La “flecha” en el símbolo apunta a la dirección de la corriente convencional (opuesta al flujo de electrones).
Conexiones del diodo
POLARIZACION DIRECTA
http://2.bp.blogspot.com/-5nRsoSwZp1M/UA9v2URDbAI/AAAAAAAAAHk/uz0wGoytmmI/s320/Sin+t%25C3%25ADtulo3.jpg
POLARIZACION INVERSA
http://1.bp.blogspot.com/-zLBRAlj8Awg/UA9wDJ4YLwI/AAAAAAAAAHs/hRgi5fqBnqI/s320/Sin+t%25C3%25ADtulo4.jpg
PRUEBA DE UN DIODO
Se puede utilizar un milímetro como un medio rápido y sencillo para probar un diodo. Un buen diodo mostrara una resistencia extremadamente alta (idealmente un circuito abierto) con polarización en inversa y una resistencia muy baja con polarización en directa. Un diodo abierto defectuoso mostrara una resistencia extremadamente alta (o abierta) tanto con polarización en directa como en inversa. Un diodo en corto o resistivo defectuoso mostrara una baja resistencia o cero, tanto en polarización en directa como en inversa. Un diodo abierto es el tipo más común de falla.
APLICACIONES DE LOS DIODOS
Por su capacidad para conducir en una dirección y bloquearla en otra , se utilizan diodos en circuito llamados rectificadores que convierten voltaje de ca en voltaje de cd. Se encuentran rectificadores en todas las fuentes de alimentación cd que operan con una fuente de voltaje ca. Una fuente de alimentación es parte esencial de todo sistema electrónico desde el más simple hasta el más complejo.
Otra de las tantas aplicaciones que puede tener un diodo en este caso uno común es como limitador (recortador), sujetador, duplicador, triplicador, cuadriplicador etc.
Diodos para propósito especial
Diodo zener
Una aplicación importante del diodo zener es regular voltaje para producir voltajes de referencia estables para usarlos en fuentes de alimentación, voltímetros y otros instrumentos
Diodo emisor de luz (LED)
Se utilizan los led estándar en lámparas indicadoras, semáforos, pantallas para salidas de datos, y en una amplia variedad de instrumentos, que van desde aparatos electrodomésticos hasta aparatos científicos.
Diodo laser
Se utilizan los diodos laser y fotodiodos en el sistema de captación de reproductores de discos compactos (CD), también se utilizan en impresoras laser, sistemas de fibra óptica etc.
Diodo Schottky
Son diodos de alta corriente utilizados principalmente en aplicaciones de alta frecuencia y conmutación rápida.
Diodo PIN
Se utiliza como interruptor en microondas controlado por cd operado por cambios rapidos de polarización, o como dispositivo modulador.
Nota: también se pueden encontrar otros tipos de diodos para propósitos especiales.