Diodos El diodo es un componente electrónico que solo permite el flujo de la electricidad en un solo sentido, debido a esto su funcionamiento se parece a un interruptor el cual abre o cierra los circuitos. Este dispositivo está conformado por dos tipos de materiales diferentes los cuales se traducen a dos terminales, un ánodo (+) y un cátodo (-).
Composición de materiales de un diodo El diodo está construido por dos tipos de materiales un “P” y un “N” Material tipo P Este material se obtiene a través de un proceso de dopado, en el cual se añaden átomos al semiconductor para aumentar el número cargas positivas o huecos. Material tipo N Este material también se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado, en este proceso también se añaden átomos al semiconductor, pero con la diferencia que se aumenta el número de cargas negativas o electrones.
Al tener dos terminales podemos polarizar de dos formas (directa e inversa) diferentes a los diodos y su funcionamiento depende mucho del tipo de polarización que le ponga. Polarización Directa: El ánodo se conecta al positivo de la fuente de voltaje y el cátodo se conecta al negativo, con esta configuración el diodo actúa como un interruptor cerrado. Una consideración importante dentro de esta configuración es que el diodo provoca una caída de voltaje de 0.7v si es un diodo de silicio.
Polarización Inversa: El ánodo se conecta al negativo de la fuente de voltaje y el cátodo al positivo, en esta configuración la resistencia del diodo aumenta en grandes cantidades y esto hace que actué como un interruptor abierto.
Características de diodos de Si, GaAs y Ge comerciales. El punto de levantamiento vertical de las características es diferente para cada material, aunque la forma general de cada una es muy semejante. El germanio es el más cercano al eje vertical y el GaAs es el más distante. Como se observa en las curvas, el centro de la rodilla de la curva está aproximadamente en 0.3 V para Ge, 0.7 V para Si y 1.2 V para GaAs.
Circuitos equivalentes del diodo
TIPOS DE DIODOS. Diodo LED
Los diodos emiten una luz cuando la corriente eléctrica pasa a través de ellos. Pero para que estos puedan encender deben de polarizarse de manera directa. Una forma fácil de identificar el ánodo y el cátodo en un led es observar las terminales y siempre la más corta es el cátodo.
En diodos de Si y Ge el mayor porcentaje de la energía convertida durante la recombinación en la unión se disipa en forma de calor dentro de la estructura y la luz emitida es insignificante. Por esta razón, el silicio y el germanio no se utilizan en la construcción de dispositivos LED. Por otra parte: Los diodos construidos de GaAs emiten luz en la zona infrarroja (invisible) durante el proceso de recombinación en la unión p–n. Aun cuando la luz no es visible, los LED infrarrojos tienen numerosas aplicaciones donde la luz visible no es un efecto deseable. Éstas incluyen sistemas de seguridad, procesamiento industrial, acoplamiento óptico controles de seguridad como abre puertas de cochera y centro de entretenimiento domésticos, donde la luz infrarroja del control remoto es el elemento de control. Mediante otras combinaciones de elementos se puede generar una luz visible coherente. La tabla 1.8 proporciona una lista de semiconductores compuestos comunes y la luz que generan. Además, comprende también el intervalo de potenciales de polarización en directa de cada uno.
Diodos rectificadores Los diodos rectificadores son utilizados en las fuentes de voltaje para poder convertir la corriente alterna(CA) en corriente directa (CD). También son usados en circuitos en los cuales han de pasar grandes corrientes a través del diodo. Todos los diodos rectificadores están hechos de silicio y por lo tanto tienen una caída de tensión directa de 0,7 V
Puentes rectificadores Dentro de los puentes rectificadores existen los de media y de onda completa, para lograr construirlos necesitamos ya sea 1 o 4 diodos rectificadores según el tipo de onda que se vaya a utilizar. Actualmente podemos encontrar encapsulados especiales que contienen los cuatro diodos requeridos. Tienen cuatro pines o terminales: los dos de salida de DC son marcados con + y -, los de entrada de AC están rotulados con el símbolo ~.
Diodos zener Los diodos zener se usan para mantener un voltaje fijo. Están diseñados para trabajar de una forma confiable de manera que pueden ser utilizados en polarización inversa para mantener fijo el voltaje entre sus terminales. Se les puede distinguir de los diodos comunes por su símbolo y su código ya que suelen ser BZX o BZY, su tensión inversa de ruptura está grabada con la letra V en lugar del punto decimal 4V7 = 4.7V
Curva característica del diodo zener
Ejemplo de análisis de circuitos con diodos 1. Para la configuración de diodos en serie de la figura, determine VD, VR, e ID.
Solución: Como el voltaje aplicado establece una corriente en el sentido de las manecillas del reloj para que coincida con la flecha del símbolo y el diodo esté “encendido”,
2. Para la configuración de diodos en serie de la figura 2.16, determine VD, VR e ID.
Referencias • •
Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky, Electrónica: Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos, 10 ed. Pearson Education, 2009 Villaseñor, Jorge Raúl. Circuitos eléctricos y electrónicos: Fundamentos y técnicas para su análisis. 1ª ed. México: Pearson Education, 2011.