El diodo

1. República Bolivariana de Venezuela
Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño.
Extension Maturín
Curso: Electronica.
Diodos
Estudiantes:
Anniorkys Acosta C.I 26.061.090.
Javier Jiménez C.I 23.898.999.
ʻ43ʼ
Maturín, Noviembre, 2015

2. EL DIODO: Es un componente electrónico que permite el paso de la corriente en
un solo sentido. La flecha de la representación simbólica muestra la dirección en la que
fluye la corriente. Es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar
prácticamente en cualquier circuito electrónico. Constan de la unión de dos tipos de
material semiconductor, uno tipo N y otro tipo P, separados por una juntura llamada barrera
o unión.
Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la más utilizada) y de germanio. Esta
barrera o unión es de 0.3 voltios en el germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el
diodo de silicio.
El diodo se puede hacer funcionar de 2 maneras diferentes:
Polarización directa: Cuando la corriente circula en sentido directo, es decir del
ánodo A al cátodo K, siguiendo la ruta de la flecha (la del diodo). En este caso la corriente
atraviesa el diodo con mucha facilidad comportándose prácticamente como un corto
circuito. El diodo conduce.
Polarización inversa: Cuando una tensión negativa en bornes del diodo tiende a hacer pasar
la corriente en sentido inverso, opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o sea del cátodo al
ánodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prácticamente como
un circuito abierto. El diodo está bloqueado.
En el caso ideal, el diodo se comporta como un cortocircuito cuando está polarizado
en directa y como un circuito abierto cuando está polarizado en inversa
CURVA CARACTERÍSTICA DEL DIODO:
Tensión umbral, de codo o de partida (Vγ ): La tensión umbral (también llamada
barrera de potencial) de polarización directa coincide en valor con la tensión de la zona de
carga espacial del diodo no polarizado. Al polarizar directamente el diodo, la barrera de
potencial inicial se va reduciendo, incrementando la corriente ligeramente, alrededor del
1% de la nominal. Sin embargo, cuando la tensión externa supera la tensión umbral, la
barrera de potencial desaparece, de forma que para pequeños incrementos de tensión se
producen grandes variaciones de la intensidad de corriente.
Corriente máxima (Imax ): Es la intensidad de corriente máxima que puede conducir el
diodo sin fundirse por el efecto Joule. Dado que es función de la cantidad de calor que
puede disipar el diodo, depende sobre todo del diseño del mismo.
Corriente inversa de saturación (Is ): Es la pequeña corriente que se establece al
polarizar inversamente el diodo por la formación de pares electrón-hueco debido a la
temperatura, admitiéndose que se duplica por cada incremento de 10 °C en la temperatura.

3. Corriente superficial de fugas: Es la pequeña corriente que circula por la superficie
del diodo (ver polarización inversa), esta corriente es función de la tensión aplicada al
diodo, con lo que al aumentar la tensión, aumenta la corriente superficial de fugas.
Tensión de ruptura (Vr ): Es la tensión inversa máxima que el diodo puede soportar
antes de darse el efecto avalancha. Teóricamente, al polarizar inversamente el diodo, este
conducirá la corriente inversa de saturación; en la realidad, a partir de un determinado valor
de la tensión, en el diodo normal o de unión abrupta la ruptura se debe al efecto avalancha;
no obstante hay otro tipo de diodos, como los Zener, en los que la ruptura puede deberse a
dos efectos:
Efecto avalancha (diodos poco dopados): En polarización inversa se generan pares
electrón-hueco que provocan la corriente inversa de saturación; si la tensión inversa es
elevada los electrones se aceleran incrementando su energía cinética de forma que al chocar
con electrones de valencia pueden provocar su salto a la banda de conducción. Estos
electrones liberados, a su vez, se aceleran por efecto de la tensión, chocando con más
electrones de valencia y liberándolos a su vez. El resultado es una avalancha de electrones
que provoca una corriente grande. Este fenómeno se produce para valores de la tensión
superiores a 6 V.
Efecto Zener (diodos muy dopados): Cuanto más dopado está el material, menor es la
anchura de la zona de carga. Puesto que el campo eléctrico E puede expresarse como
cociente de la tensión V entre la distancia d; cuando el diodo esté muy dopado, y por tanto
d sea pequeño, el campo eléctrico será grande, del orden de 3·105 V/cm. En estas
condiciones, el propio campo puede ser capaz de arrancar electrones de valencia
incrementándose la corriente. Este efecto se produce para tensiones de 4 V o menores.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS: Como todos los componentes electrónicos, los
diodos poseen propiedades que les diferencia de los demás semiconductores. Es necesario
conocer estas, pues los libros de características y las necesidades de diseño así lo requieren.
En estos apuntes aparecerán las más importantes desde el punto de vista práctico.
Valores nominales de tensión:
VF = Tensión directa en los extremos del diodo en conducción.
VR = Tensión inversa en los extremos del diodo en polarización inversa.
VRSM = Tensión inversa de pico no repetitiva.
VRRM = Tensión inversa de pico repetitiva.
VRWM = Tensión inversa de cresta de funcionamiento.
Valores nominales de corriente:
IF = Corriente directa.

4. IR = Corriente inversa.
IFAV = Valor medio de la forma de onda de la corriente durante un periodo.
IFRMS = Corriente eficaz en estado de conducción. Es la máxima corriente eficaz que el
diodo es capaz de soportar.
IFSM = Corriente directa de pico (inicial) no repetitiva.
AV= Average(promedio) RMS= Root Mean Square (raíz de la media cuadrática)
Valores nominales de temperatura
Tstg = Indica los valores máximos y mínimos de la temperatura de almacenamiento.
Tj = Valor máximo de la temperatura que soporta la unión de los semiconductores.
TIPOS DE DIODOS.
Diodo detector o de baja señal: Los diodos detectores también denominados diodos de
señal o de contacto puntual, están hechos de germanio y se caracterizan por poseer una
unión PN muy diminuta. Esto le permite operar a muy altas frecuencias y con señales
pequeñas. Se emplea por ejemplo, en receptores de radio para separar la componente de alta
frecuencia (portadora) de la componente de baja frecuencia (información audible).
Diodo rectificador: Los diodos rectificadores son aquellos dispositivos semiconductores
que solo conducen en polarización directa (arriba de 0.7 V) y en polarización inversa no
conducen. Estas características son las que permite a este tipo de diodo rectificar una señal.
Los hay de varias capacidades en cuanto al manejo de corriente y el voltaje en inverso que
pueden soportar.
Diodo zéner: Un diodo zener es un semiconductor que se distingue por su capacidad de
mantener un voltaje constante en sus terminales cuando se encuentran polarizados
inversamente, y por ello se emplean como elementos de control, se les encuentra con
capacidad de ½ watt hasta 50 watt y para tensiones de 2.4 voltios hasta 200 voltios.
Diodo varactor: El diodo varactor también conocido como diodo varicap o diodo de
sintonía. Es un dispositivo semiconductor que trabaja polarizado inversamente y actúan
como condensadores variables controlados por voltaje. Esta característica los hace muy
útiles como elementos de sintonía en receptores de radio y televisión.
Diodo emisor de luz (led’s): Es un diodo que entrega luz al aplicársele un determinado
voltaje. Cuando esto sucede, ocurre una recombinación de huecos y electrones cerca de la
unión NP; si este se ha polarizado directamente la luz que emiten puede ser roja, ámbar,
amarilla, verde o azul dependiendo de su composición.

5. Diodo láser: Los diodos láser, también conocidos como láseres de inyección o ILD’s. Son
LED’s que emiten una luz monocromática, generalmente roja o infrarroja, fuertemente
concentrada, enfocada, coherente y potente. Son muy utilizados en computadoras y
sistemas de audio y video para leer discos compactos (CD’s) que contienen datos, música,
películas, etc.
Diodo estabilizador: Está formados por varios diodos en serie, cada uno de ellos
produce una caída de tensión correspondiente a su tensión umbral. Trabajan en polarización
directa y estabilizan tensiones de bajo valores similares a lo que hacen los diodos Zéner.
Diodo túnel: Los diodos túnel, también conocidos como diodos Esaki. Se caracterizan
por poseer una zona de agotamiento extremadamente delgada y tener en su curva una
región de resistencia negativa donde la corriente disminuye a medida que aumenta el
voltaje.
Diodo pin: Su nombre deriva de su formación P(material P), I(zona
intrínseca)y N(material N) Los diodos PIN se emplean principalmente como resistencias
variables por voltaje y los diodos Gunn e IMPATT como osciladores.
Diodo backward: Son diodos de germanio que presentan en polarización inversa una
zona de resistencia negativa similar a las de los diodos túnel.
Diodo schottky: Los diodos Schottky también llamados diodos de recuperación rápida
o de portadores calientes, están hechos de silicio y se caracterizan por poseer una caída de
voltaje directa muy pequeña, del orden de 0.25 V o menos, y ser muy rápidos. Se emplean
en fuentes de potencia, sistemas digitales y equipos de alta frecuencia.
Fotodiodos: Los fotodiodos son diodos provistos de una ventana transparente cuya
corriente inversa puede ser controlada en un amplio rango regulando la cantidad de luz que
pasa por la ventana e incide sobre la unión PN. A mayor cantidad de luz incidente, mayor
es la corriente inversa producida por que se genera un mayor número de portadores
minoritarios, y viceversa.
CIRCUITOS CON DIODOS:
DATOS:
R = 750 [Ω]; RL = 250 [Ω].
VR1 = VR2 = 1 [V].

6. D1 y D2 son diodos ideales.
INCÓGNITAS:
Io = f(Vi) = Corriente a través de RL en función de la
de entrada Vi = ?
Representación gráfica de dicha función = ?
a) PRIMER TRAMO: Suponemos Vi << 0 Ve > Vb VA1 > VK1 D1 ON,
Además,
La corriente tiene sentido de d a c, por eso es negativa (se considera sentido de c hacia d
como positivo).
Se aumenta Vi , hasta que se cumple
Aplicando ley de mallas:
b) SEGUNDO TRAMO
c) TERCER TRAMO: Suponemos

7. Ley de Ohm sobre RL para obtener Io (apuntando desde c a d)
Se reduce Vi hasta que se tiene D2 OFF:
Se aplica ley de voltajes a la malla a-b-c-d-e-f,
Para Vi con valores menores de 4 [V], se aplica el mismo razonamiento que
en el segundo tramo (los dos diodos abiertos), obteniéndose nuevamente la
ecuación (EjsT04. 4).
d) SE OBTIENE LA REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE Io=f(Vi):