Los diodos son componentes electrónicos
semiconductores que cumplen una
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 DIODO ZÉNER
 DIODO LASER
 DIODO RECTIFICADOR
 DIODO VARICAP
 DIODO EMISOR DE LUZ (LED´s)
El diodo zener basa su funcionamiento en el efecto zener, de ahí su nombre.
Recordaremos que, en polarización inversa y al...
Existe otro tipo de diodo, el llamado diodo Zener, cuyas
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EL ZENER COMO COMPONENTE
Como ha quedado expuesto, el diodo zener esta ideado para
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 Tensión Zener Vz.
 Rango de tolerancia de Vz. (Tolerancia: C:
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La aplicación básica que se le ha dado al diodo LASER es como
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 Lectores de CD, DVD, Blu-rays, HD DVD, entre otros.
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Tipo de diodo utilizado en electrónica que constituye un elemento
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El diodo rectificador es uno de los mecanismos de la familia de los
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Dependiendo de las características de la alimentación en corriente alterna que
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El diodo de capacidad variable o Varactor (Varicap) es un tipo de diodo que basa su
funcionamiento en el fenómeno que hace...
La utilización más solicitada para este tipo de diodos suele
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Su modo de operación depende de la capacitancia que existe en la unión P-N
cuando el elemento está polarizado inversamente...
Cuando un diodo semiconductor se polariza de manera directa, los
electrones pasan de la sección N del mismo, atraviesan la...
Existen tres formas principales de conocer la polaridad de un led:
* La pata más larga siempre va a ser el ánodo.
* En el ...
Los led es en la actualidad se pueden acondicionar o incorporarse en un
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Diodos

  1. 1. Los diodos son componentes electrónicos semiconductores que cumplen una función importante en los circuitos electrónicos. Para iniciar diremos que el primer diodo utilizado para la rectificación de señales alternas fue el de tubo, específicamente construido por Thomas Alba Edison y se llamó Efecto Edison, que contenía una placa y el filamento únicamente; posteriormente se uso el rectificador de selenio, antecesor de los que actualmente se usan y que minimizaron el tamaño y espacio, comparado con el de tubo al vacío, la diferencia es bastante grande, además del gran consumo de energía para su funcionamiento.
  2. 2. El funcionamiento del diodo ideal es el de un componente que presenta resistencia nula al paso de la corriente en un determinado sentido, y resistencia infinita en el sentido opuesto. La punta de la flecha del símbolo circuital, representada en la figura 1, indica el sentido permitido de la corriente. Mediante el siguiente ejemplo se pretende mostrar el funcionamiento ideal de un diodo en circuito sencillo.
  3. 3.  DIODO ZÉNER  DIODO LASER  DIODO RECTIFICADOR  DIODO VARICAP  DIODO EMISOR DE LUZ (LED´s)
  4. 4. El diodo zener basa su funcionamiento en el efecto zener, de ahí su nombre. Recordaremos que, en polarización inversa y alcanzada esta zona, a pequeños aumentos de tensión corresponden grandes aumentos de corriente. Este componente es capaz de trabajar en dicha región cuando las condiciones de polarización lo determinen y una vez hayan desaparecido éstas, recupera sus propiedades como diodo normal, no llegando por este fenómeno a su destrucción salvo que se alcance la corriente máxima de zener Imáx indicada por el fabricante. Lógicamente la geometría de construcción es diferente al resto de los diodos, estribando su principal diferencia en la delgadez de la zona de unión entre los materiales tipo P y tipo N, así como de la densidad de dopado de los cristales básicos. Sus parámetros principales son:
  5. 5. Existe otro tipo de diodo, el llamado diodo Zener, cuyas características en polarización directa son análogas a las del diodo de unión estudiado en la práctica anterior (figura 2 a), pero que en polarización inversa se comporta de manera distinta (figura 2 b), lo que le permite tener una serie de aplicaciones que no poseía el anterior. El símbolo circuital se muestra en la figura 1 y su característica tensión- corriente en la figura de abajo
  6. 6. Cuando el diodo esta polarizado inversamente, una pequeña corriente circula por él, llamada corriente de saturación IS, esta corriente permanece relativamente constante mientras aumentamos la tensión inversa hasta que el valor de ésta alcanza VZ, llamada tensión Zener (que no es la tensión de ruptura zener), para la cual el diodo entra en la región de colapso. La corriente empieza a incrementarse rápidamente por el efecto avalancha. En esta región pequeños cambios de tensión producen grandes cambios de corriente. El diodo zener mantiene la tensión prácticamente constante entre sus extremos para un amplio rango de corriente inversa. Obviamente, hay un drástico cambio de la resistencia efectiva de la unión PN
  7. 7. EL ZENER COMO COMPONENTE Como ha quedado expuesto, el diodo zener esta ideado para trabajar con polarización inversa, careciendo de interés su funcionamiento en polarización directa, que es igual al de cualquier diodo semiconductor.
  8. 8.  Tensión Zener Vz.  Rango de tolerancia de Vz. (Tolerancia: C: ±5%)  Máxima corriente Zener en polarización inversa Iz.  Máxima potencia disipada.  Máxima temperatura de operación del zener.
  9. 9. Los Diodos láser, emiten luz por el principio de emisión estimulada, la cual surge cuando un fotón induce a un electrón que se encuentra en un estado excitado a pasar al estado de reposo, este proceso esta acompañado con la emisión de un fotón, con la misma frecuencia y fase del fotón estimulante. Para que el numero de fotones estimulados sea mayor que el de los emitidos de forma espontánea, para que se compensen las perdidas, y para que se incremente la pureza espectral, es necesario por un lado tener una fuerte inversión de portadores, la que se logra con una polarización directa de la unión, y por el otro una cavidad resonante, la cual posibilita tener una trayectoria de retroalimentación positiva facilitando que se emitan mas fotones de forma estimulada y se seleccione ciertas longitudes de onda haciendo mas angosto al espectro emitido. La presencia de una inversión grande de portadores y las propiedades de la cavidad resonante hacen que las características de salida (potencia óptica como función de la corriente de polarización) tenga un umbral a partir del cual se obtiene emisión estimulada, el cual es función de la temperatura. Un diodo láser es diferente en este aspecto, ya que produce luz coherente lo que significa que todas las ondas luminosas están en fase entre sí. La idea básica de un diodo láser consiste en usar una cámara resonante con espejos que refuerza la emisión de ondas luminosas a la misma frecuencia y fase. A causa de esta resonancia, un diodo láser produce un haz de luz estrecho que es muy intenso, enfocado y puro. El diodo láser también se conoce como láser semiconductor o también conocidos como láseres de inyección, Estos diodos pueden producir luz visible (roja, verde o azul) y luz invisible (infrarroja).
  10. 10. La aplicación básica que se le ha dado al diodo LASER es como fuente de alimentación lumínica para sistemas de telecomunicaciones vía fibra óptica. El diodo láser es capaz de proporcionar potencia óptica entre 0.005-25mW, suficiente para transmitir señales a varios kilómetros de distancia y cubren un intervalo de longitud de onda entre 920 y 1650 nm. Sin embargo para utilizar un diodo láser como fuente lumínica, es necesario diseñar un sistema de control que mantenga el punto de operación del sistema fijo, debido a que un corrimiento de este punto puede sacar al diodo fuera de operación o incluso dañarlo.
  11. 11. Característica de salida de los diodos láser Dependencia de la característica de salida como Función de la temperatura Los diodos láser son más recomendables como fuentes ópticas para sistemas de comunicación con grandes separaciones entre repetidores y altas velocidades de transmisión. Se puede lograr distancias de 100Km sin repetidores con velocidades de 1 GHz.
  12. 12.  Comunicaciones de datos por fibra óptica.  Lectores de CD, DVD, Blu-rays, HD DVD, entre otros.  Interconexiones ópticas entre circuitos integrados.  Impresoras láser.  Escáneres o digitalizadores.  Sensores.  Tratamiento con láser odo.  Depilación corporal.  Pantalla láser.  Odontología.
  13. 13. Tipo de diodo utilizado en electrónica que constituye un elemento imprescindible para convertir corriente alterna en continua. Sean semiconductores de estado sólido, válvulas al vacío o válvulas gaseosas como las de vapor de mercurio, son tipos de diodo que constituyen el elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna en corriente continua. Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite el paso de la corriente eléctrica. Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido. Durante la fabricación de los diodos rectificadores, se consideran tres factores: la frecuencia máxima en que realizan correctamente su función, la corriente máxima en que pueden conducir en sentido directo y las tensiones directa e inversa máximas que soportarán.
  14. 14. El diodo rectificador es uno de los mecanismos de la familia de los diodos más sencillos. El nombre diodo rectificador deriva de su aplicación, la cual reside en separar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna. Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite el paso de la corriente eléctrica. Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido. Durante la fabricación de los diodos rectificadores, se consideran tres factores: la frecuencia máxima en que realizan correctamente su función, la corriente máxima en que pueden conducir en sentido directo y las tensiones directa e inversa máximas que soportarán.
  15. 15. Su construcción está basada en la unión PN siendo su principal aplicación como rectificadores. Este tipo de diodos (normalmente de silicio) soportan elevadas temperaturas (hasta 200ºC en la unión), siendo su resistencia muy baja y la corriente en tensión inversa muy pequeña. El diodo más antiguo y utilizado es el diodo rectificador que conduce en un sentido, pero se opone a la circulación de corriente en el sentido opuesto. Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes de alimentación; aquí, convierten una señal de corriente alterna en otra de corriente directa. Los diodos rectificadores se usan principalmente en: circuitos rectificadores, circuitos fijadores, circuitos recortadores, diodos volantes. Los diodo Zener se usan en circuitos recortadores, reguladores de voltaje, referencias de voltaje.
  16. 16. Dependiendo de las características de la alimentación en corriente alterna que emplean, se les clasifica en monofásicos, cuando están alimentados por una fase de la red eléctrica, o trifásicos cuando se alimentan por tres fases. Atendiendo al tipo de rectificación, pueden ser de media onda, cuando sólo se utiliza uno de los semiciclos de la corriente, o de onda completa, donde ambos semiciclos son aprovechados. Los rectificadores monofásicos con diodos son de tres tipos: 1. De media onda: Cuando sólo se utiliza uno de los semiciclos de la corriente. Es el tipo más básico de rectificador es el rectificador monofásico de media onda constituido por un único diodo entre la fuente de alimentación alterna y la carga. 2. De onda completa y punto medio: Donde ambos semiciclos son aprovechados. Un rectificador de onda completa convierte la totalidad de la forma de onda de entrada en una polaridad constante (positiva o negativa) en la salida, mediante la inversión de las porciones (semiciclos) negativas (o positivas) de la forma de onda de entrada. Las porciones positivas (o negativas) se combinan con las inversas de las negativas (positivas) para producir una forma de onda parcialmente positiva (negativa). 3. De puente de Graetz. Se trata de un rectificador de onda completa en el que, a diferencia del anterior, sólo es necesario utilizar transformador si la tensión de salida debe tener un valor distinto de la tensión de entrada.
  17. 17. Es un dispositivo semiconductor que puede controlar su valor de capacidad en términos de la tensión aplicada en polarización inversa. Esto es, cuando el diodo se polariza inversamente no circula corriente eléctrica a través de la unión; la zona de deplexión actúa como el dieléctrico de un capacitor y las secciones de semiconductor P y N del diodo hacen las veces de las placas de un capacitor. La capacidad que alcanza el capacitor que se forma, es del orden de los pico o nanofaradios. Cuando varía la tensión de polarización inversa aplicada al diodo, aumenta o disminuye de igual forma la zona de deplexión. En un diodo, esto equivale a acercar o alejar las placas de un capacitor.
  18. 18. El diodo de capacidad variable o Varactor (Varicap) es un tipo de diodo que basa su funcionamiento en el fenómeno que hace que la anchura de la barrera de potencial en una unión PN varíe en función de la tensión inversa aplicada entre sus extremos. Al aumentar dicha tensión, aumenta la anchura de esa barrera, disminuyendo así la capacidad del diodo. De este modo se obtiene un condensado variable controlado por tensión. Los valores de capacidad obtenidos van desde 1 a 500 pF. La tensión inversa mínima tiene que ser de 1 V. La capacidad formada en extremos de la unión PN puede resultar de suma utilidad cuando, al contrario de lo que ocurre con los diodos de RF, se busca precisamente utilizar dicha capacidad en provecho del circuito en el cual está situado el diodo. Al polarizar un diodo de forma directa se observa que, además de las zonas constitutivas de la capacidad buscada, aparece en paralelo con ellas una resistencia de muy bajo valor óhmico, lo que conforma un condensador de elevadas pérdidas. Sin embargo, si polarizamos el mismo en sentido inverso la resistencia paralelo que aparece es de un valor muy alto, lo cual hace que el diodo se pueda comportar como un condensador con muy bajas pérdidas. Si aumentamos la tensión de polarización inversa las capas de carga del diodo se espacian lo suficiente para que el efecto se asemeje a una disminución de la capacidad del hipotético condensador (similar al efecto producido al distanciar las placas de un condensador estándar). La capacitancia es función de la tensión aplicada al diodo. Si la tensión aplicada al diodo aumenta la capacitancia disminuye, Si la tensión disminuye la capacitancia aumenta.
  19. 19. La utilización más solicitada para este tipo de diodos suele ser la de sustituir a complejos sistemas mecánicos de condensador variable en etapas de sintonía en todo tipo de equipos de emisión y recepción.Ejemplo, cuando se actúa en la sintonía de un viejo receptor de radio se está variando (mecánicamente) el eje del condensador variable que incorpora éste en su etapa de sintonía; pero si, por el contrario, se actúa sobre la ruedecilla o, más comúnmente, sobre el botón (pulsador) de sintonía del receptor de TV a color lo que se está haciendo es variar la tensión de polarización inversa de un diodo varicap contenido en el módulo sintonizador del equipo.
  20. 20. Su modo de operación depende de la capacitancia que existe en la unión P-N cuando el elemento está polarizado inversamente. En condiciones de polarización inversa, se estableció que hay una región sin carga en cualquiera de los lados de la unión que en conjunto forman la región de agotamiento y definen su ancho Wd. La capacitancia de transición (CT) establecida por la región sin carga se determina mediante: CT = E (A/Wd) donde E es la permitibilidad de los materiales semiconductores, A es el área de la unión P-N y Wd el ancho de la región de agotamiento. Conforme aumenta el potencial de polarización inversa, se incrementa el ancho de la región de agotamiento, lo que a su vez reduce la capacitancia de transición. El pico inicial declina en CT con el aumento de la polarización inversa. El intervalo normal de VR para [diodo]s varicap se limita aproximadamente 20V. En términos de la polarización inversa aplicada, la capacitancia de transición se determina en forma aproximada mediante: CT = K / (VT + VR)n dónde: K = constante determinada por el material semiconductor y la técnica de construcción. VT = potencial en la curva según se definió en la sección VR = magnitud del potencial de polarización inversa aplicado n = ½ para uniones de aleación y 1/3 para uniones de difusión
  21. 21. Cuando un diodo semiconductor se polariza de manera directa, los electrones pasan de la sección N del mismo, atraviesan la unión y salen a la sección P. Los led es se usan como indicadores en muchos dispositivos y en iluminación. Los primeros led es emitían luz roja de baja intensidad, pero los dispositivos actuales emiten luz de alto brillo en el espectro infrarrojo, visible y ultravioleta. Debido a sus altas frecuencias de operación son también útiles en tecnologías avanzadas de comunicaciones. Los led es infrarrojos también se usan en unidades de control remoto de muchos productos comerciales incluyendo televisores e infinidad de aplicaciones de hogar y consumo doméstico.
  22. 22. Existen tres formas principales de conocer la polaridad de un led: * La pata más larga siempre va a ser el ánodo. * En el lado del cátodo, la base del led tiene un borde plano. * Dentro del led, la plaqueta indica el ánodo. Se puede reconocer porque es más pequeña que el yunque, que indica el cátodo.
  23. 23. Los led es en la actualidad se pueden acondicionar o incorporarse en un porcentaje mayor al 90 % a todas las tecnologías de iluminación actuales, casas, oficinas, industrias, edificios, restaurantes, arenas, teatros, plazas comerciales, gasolineras, calles y avenidas, estadios (en algunos casos por las dimensiones del estadio no es posible porque quedarían espacios obscuros), conciertos, discotecas, casinos, hoteles, carreteras, luces de tráfico o de semáforos, señalizaciones viales, universidades, colegios, escuelas, estacionamientos, aeropuertos, sistemas híbridos, celulares, pantallas de casa o domésticas, monitores, cámaras de vigilancia, supermercados, en transportes (bicicletas, motocicletas, automóviles, camiones tráiler, etc.), en linternas de mano, para crear pantallas electrónicas de led (tanto informativas como publicitarias) y para cuestiones arquitectónicas especiales o de arte culturales. Todas estas aplicaciones se dan gracias a su diseño compacto. Los diodos infrarrojos (IRED) se emplean desde mediados del siglo XX en mandos a distancia de televisores, habiéndose generalizado su uso en otros electrodomésticos como equipos de aire acondicionado, equipos de música, etc., y, en general, para aplicaciones de control remoto así como en dispositivos detectores, además de ser utilizados para transmitir datos entre dispositivos electrónicos como en redes de computadoras y dispositivos como teléfonos móviles, computadoras de mano, aunque esta tecnología de transmisión de datos ha dado paso al bluetooth en los últimos años, quedando casi obsoleta.

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