1. Un diodo es un dispositivo que está formado por materiales
combinados en una impurificación a un cristal para crear
deficiencia ó aumento en los electrones, gracias a este
proceso es posible producir un cristal que tiene la mitad del
tipo p y la otra mitad del tipo n. La región donde se
combinan se llama unión. Si no existe voltaje hay un
equilibrio en el diodo y una estabilidad proporcionada por
una región de la unión llamada capa de agotamiento,
cuando se aplica un voltaje en el diodo da lugar a un
desplazamiento de electrones a través de el, de tal forma
que la capa se hace mas pequeña y ya no presenta
oposición para que los electrones puedan circular, el voltaje
a través de la capa de agotamiento se llama potencial de
barrera ó voltaje codo, su valor es aproximadamente 0.7
Voltios para un diodo de silicio(Figura 11) y 0.3 Voltios para
uno de germanio.
DIODOS
2. POLARIZACIÓN DIRECTA
Cuando una fuente de energía se conecta con el diodo, el terminal
positivo con el material p y el terminal negativo con el material n, esta
conexión se llama polarización directa, se produce una corriente
grande debido a que el terminal negativo repele los electrones del
material n hacia la unión, donde se combinan con los otros átomos y
viajan hacia el material p hasta alcanzar el positivo de la fuente, en
este caso tenemos una corriente que circula con facilidad, debido a
que la fuente obliga a que los electrones libres y huecos fluyan hacia
la unión.
POLARIZACIÓN DIRECTA E INVERSA
3. Al moverse los electrones libres hacia
la unión, se crean iones positivos en el
extremo derecho de la unión que
atraerán a los electrones hacia el
cristal desde el circuito externo así los
electrones libres pueden abandonar el
terminal negativo de la fuente y fluir
hacia el extremo derecho del cristal. El
sentido de la corriente se tomará
siempre contrario al del electrón, lo que
le sucede al electrón es lo siguiente:
Tras abandonar el terminal negativo de
la fuente entra por el extremo derecho
del cristal. Se desplaza a través de la
zona n como electrón libre en la unión
se recombina con un hueco y se
convierte en electrón de valencia. Se
desplaza a través de la zona p como
electrón de valencia. Luego cuando
deja el extremo izquierdo del cristal
fluye al terminal positivo de la fuente.
4. La capa de agotamiento se hace mas ancha hasta que el voltaje en ella
es igual al de la fuente. Existe una corriente pequeña que fluye en la
polarización inversa producida por la temperatura, así como una
corriente superficial a través del cristal, a estas corrientes se les llama
corriente inversa del diodo.
POLARIZACIÓN INVERSA
Si se invierte la polaridad de la fuente de alimentación se aplica
polarización inversa, ahora el terminal positivo esta con la región n del
diodo y el negativo con el material p del diodo, esta polarización obliga
a los electrones de la región n a que se alejen de la unión hacia el
terminal positivo de la fuente, y lo mismo sucede con los electrones
del terminal negativo de la fuente con el material p del diodo, por lo
tanto en la capa de agotamiento no hay desplazamiento de electrones
de un lado a otro.
5. En la polarización inversa, la energía térmica crea continuamente
pares electrón-hueco, lo que hace que halla pequeñas concentraciones
de portadores minoritarios a ambos lados, la mayor parte se
recombina con los mayoritarios y pueden vivir lo suficiente para
cruzar la unión y tenemos así una pequeña corriente, además hay otra
corriente superficial de fugas causada por las impurezas del cristal y
las imperfecciones en su estructura interna, esta corriente depende de
la tensión de la pila. Por lo tanto la corriente inversa es la suma de
estas dos corrientes.
Si se aumenta el voltaje en inversa literalmente se alcanza la ruptura
del diodo, ya que el electrón es atraído hacia la fuente, gana velocidad
conforme se mueve (energía), lo que puede hacer que choque con
otros electrones de otros átomos cercanos que no están en la banda
de conducción de corriente, ambos pueden acelerarse y desprender a
otros mas, hasta que ocurre una avalancha de electrones, entonces el
diodo aumentara su intensidad de conducción y será destruido por la
excesiva disipación de potencia.
6. Algunos dispositivos electrónicos
son lineales, es decir su corriente es
directamente proporcional a su
tensión, el ejemplo mas sencillo es
un resistor. Un diodo es
diferente, debido a la barrera de
potencial presenta un
comportamiento nulo antes de los
0.7V, pero al sobrepasarlos hay un
aumento de corriente que va
creciendo de valor, aunque existan
cambios pequeños de voltajes en el
orden de las centésimas de voltios.
CURVA DE TRANSFERENCIA
Si la corriente en un diodo es demasiado grande el valor excesivo destruirá
al diodo, por esta razón la hoja de características que proporcionan los
fabricantes especifica la corriente máxima que un diodo puede soportar, así
como su voltaje inverso máximo y la disipación máxima de potencia que es
el producto de la tensión del diodo por la corriente en él.
7. En la curva del diodo nos indica que antes de los 0.7 voltios, existe una
corriente pequeña, a mediad se acerca a los 0.7 voltios los electrones libres
comienzan a cruzar la unión en grandes cantidades, por lo que el menor
incremento en la tensión produce un gran aumento de corriente