EL DIODO

1. PROFESORA: AUTOR:
MARIANGELA POLLONAIS NATANAEL CANELÓN
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSION – MATURIN

2. DESARROLLO
Los diodos son dispositivos semiconductores que permiten hacer fluir la electricidad solo
en un sentido. La flecha del símbolo del diodo muestra la dirección en la cual puede fluir la
corriente. Los diodos son la versión eléctrica de la válvula o tubo de vacío y al principio los
diodos fueron llamados realmente válvulas.
Capacidades parásitas del diodo
La zona de agotamiento del diodo también afecta a su comportamiento de forma capacitiva.
Cuando el diodo está polarizado directamente, conduce por difusión y existe una
concentración de portadores minoritarios en las zonas neutras próximas a la zona de
agotamiento. Cuando se corta el diodo, aplicándole una tensión inversa, se deben extraer
estas cargas de la zona de agotamiento para que el diodo bloquee la tensión inversa. La
presencia de estas cargas almacenadas equivale a un comportamiento capacitivo y se llama
en el diodo, capacidad de difusión. Esta capacidad depende de la corriente directa que está
circulando por él y de la vida media de los portadores minoritarios inyectados y, por tanto,
del tipo de dopado.
 Caída de tensión en directa. Curva característica
La electricidad utiliza una pequeña energía para poder pasar a través del diodo, de forma
similar a como una persona empuja una puerta venciendo un muelle. Esto significa que hay
un pequeño voltaje a través de un diodo conduciendo, este voltaje es llamado caída de
voltaje o tensión en directa y es de unos 0,7 V para todos los diodos normales fabricados de
silicio. La caída de voltaje en directa de un diodo es casi constante cualquiera que sea la
corriente que pase a través de él por lo que tiene una característica muy pronunciada.
 Tensión inversa
Cuando una tensión o voltaje inverso es aplicado sobre un diodo ideal, este no conduce
corriente, pero todos los diodos reales presentan una fuga de corriente muy pequeña de
unos pocos µA (10-6 A) o menos. Esto puede ignorarse o despreciarse en la mayoría de los
circuitos porque será mucho más pequeña que la corriente que fluye en sentido directo. Sin
embargo, todos los diodos tienen un máximo voltaje o tensión inversa (usualmente 50 V o
más) y si esta se excede el diodo fallará y dejará pasar una gran corriente en dirección
inversa, esto es llamado ruptura. Los diodos ordinarios pueden clasificarse dentro de dos
tipos: – diodos de señal los cuales dejan pasar pequeñas corrientes de 100 mA o menos, y –
diodos rectificadores los cuales dejan pasar grandes corrientes Además hay diodos LED
(light emitter diode: diodo emisor de luz) y diodos zener, estos últimos suelen funcionar
con tensión inversa y permiten regular y estabilizar el voltaje.
 Conexión y soldadura

3. Los diodos deben conectarse de la forma correcta, el diagrama puede ser etiquetado como
(+) para el ánodo y (–) para el cátodo. El cátodo es marcado por una línea pintada sobre el
cuerpo del diodo. Los diodos están rotulados con su código en una pequeña impresión,
puede que necesites una lupa potente para leer esta etiqueta sobre diodos de pequeña señal
Los diodos de pequeña señal pueden dañarse por calentamiento cuando se suelden, pero el
riesgo es pequeño a menos que estés usando un diodo de germanio (su código comienza
con OA) en cuyo caso deberías usar un disipador de calor enganchado al terminal entre la
unión y el cuerpo del diodo. Un simple terminal metálico de tipo cocodrilo puede ser usado
 Tipos y Aplicaciones
 El diodo zener
El diodo zener es un diodo basado también en una única unión p-n, pero sus niveles de
dopado son completamente diferentes de los normalmente encontrados en un diodo normal.
Su comportamiento es igual que el del diodo de señal descrito hasta ahora pero
generalmente se le hace funcionar en lo que se denomina zona de ruptura (tercer cuadrante
de la curva característica), es decir, aplicándole una tensión inversa superior a la tensión de
ruptura. observamos que el diodo tiene un codo muy abrupto cuando se le aplica una
tensión inversa por encima de un cierto valor llamado tensión de ruptura o tensión de zener.
Es en esta región donde se utiliza el diodo zener y básicamente se hace como tensión de
referencia. Su símbolo electrónico es diferente del diodo normal.
 El diodo Schottky
El diodo Schottky se caracteriza por una unión metal semiconductor ligeramente dopado y
como su nombre indica también produce un efecto rectificador (si el dopado es muy fuerte
la unión es de tipo óhmica y la corriente circula en ambos sentidos). Al igual que en el
diodo de unión se forma una zona de agotamiento en la que los electrones de la zona n
buscan niveles de energía menores y, por tanto, pasan al metal. Cuando se forma la zona de
agotamiento hay un paso de electrones del metal al semiconductor, forzado por el campo
eléctrico presente, que iguala al anterior y, por tanto, no circula corriente a través del
dispositivo. En el diodo Schottky la barrera de potencial es menor que en un diodo de unión
y vale sólo 0,2 V.
 Diodos de señal (pequeña corriente)
Los diodos de señal son usados en los circuitos para procesar información (señales
eléctricas), por lo que solo son requeridos para pasar pequeñas corrientes de hasta 100 mA.
Un diodo de señal de uso general tal como el 1N4148 está hecho de silicio y tiene una caída
de tensión directa de 0,7 V. Un diodo de germanio tal como el OA90 tiene una caída de
tensión directa más baja, de 0,2 V, y esto lo hace conveniente para usar en circuitos de
radio como detectores los cuales extraen la señal de audio desde la débil señal de radio.
Para uso general, donde la medida de la caída de tensión directa es menos importante, los

4. diodos de silicio son mejores porque son menos fácilmente dañados cuando se sueldan,
tienen una más baja resistencia cuando conducen, y tienen muy baja corriente de pérdida
cuando se les aplica un voltaje en inversa.
 Diodo de protección para relés
Los diodos de señal son también usados para proteger transistores y circuitos integrados del
breve alto voltaje producido cuando la bobina de un relé es desconectada. El diagrama
muestra cómo un diodo de protección es conectado “al revés” sobre la bobina del relé. La
corriente que fluye a través de la bobina de un relé crea un campo magnético el cual cae de
repente cuando la corriente deja de circular por ella. Esta caída repentina del campo
magnético induce sobre la bobina un breve pero alto voltaje, el cual es muy probable que
dañe transistores y circuitos integrados. El diodo de protección permite al voltaje inducido
conducir una breve corriente a través de la bobina (y el diodo) así el campo magnético se
desvanece rápidamente. Esto previene que el voltaje inducido se haga suficientemente alto
como para causar algún daño a los dispositivos.
 Diodos rectificadores (grandes corrientes)
Los diodos rectificadores son usados en fuentes de alimentación para convertir la corriente
alterna (AC) a corriente continua (DC), un proceso conocido como rectificación. 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. La tabla muestra la máxima corriente y el máximo voltaje inverso
para algunos diodos rectificadores populares. El 1N4001 es adecuado para circuitos con
más bajo voltaje y una corriente inferior a 1A.
 Puentes rectificadores
Hay varias maneras de conectar los diodos para construir un rectificador y convertir la AC
en DC. El puente rectificador es una de ellas y está disponible en encapsulados especiales
que contienen los cuatro diodos requeridos. Los puentes rectificadores se clasifican por su
máxima corriente y máxima tensión inversa.
 Modelo estático del diodo
A partir del comportamiento estático podemos establecer un modelo de funcionamiento
para el diodo en régimen estático. Dicho modelo será una linealización del componente no
lineal. El modelo más sencillo es el modelo de tensión de codo que desprecia la caída de
tensión directa del diodo en conducción y tampoco tiene en cuenta la tensión de ruptura
inversa. El diodo se sustituirá por un cortocircuito en caso de estar polarizado directamente
y por un circuito abierto si está cortado.

5.  Composición
Un diodo semiconductor de estado sólido consta de dos partes, formadas por cristales de
silicio (Si) de diferente polaridad. Un cristal de silicio en estado puro constituye un
elemento químico tetravalente por estar compuesto por átomos de valencia +4, pero para
obtener dos cristales semiconductores de polaridad diferente es necesario “doparlos”
durante el proceso de producción del diodo, añadiéndole a la estructura molecular de cada
uno de esos cristales cierta cantidad de impurezas pertenecientes a átomos de otros
elementos químicos (también semiconductores), pero de valencias diferentes para cada una
de las partes que formarán el diodo, con sus correspondientes polaridades.
Para fabricar un diodo, primeramente uno de los cristales de silicio se dopa añadiéndole,
como impureza, un elemento químico de valencia +3 (trivalente) como el galio (Ga), por
ejemplo. Al final del proceso se obtiene un semiconductor “tipo-p”, con polaridad
positiva (P), que presentará defecto o falta de electrones en la última órbita de los átomos
de galio añadidos como impurezas. En esas órbitas se formarán “huecos” en aquellos
lugares que debían estar ocupados por los electrones faltantes.
A continuación, el otro cristal de silicio, que inicialmente es igual al empleado en el
proceso anterior, se dopa también durante el proceso de fabricación del diodo, pero
añadiéndole esta vez impurezas pertenecientes a átomos de otro elemento químico también
semiconductor, pero de valencia +5 (pentavalente) como, por ejemplo, antimonio (Sb). Una
vez finalizado este otro proceso de dopado se obtiene un semiconductor “tipo-n”, con
polaridad negativa (N), caracterizado por presentar exceso de electrones libres en la última
órbita de los átomos de antimonio añadidos como impurezas.
Representación gráfica de dos elementos semiconductores de cristal de silicio (Si),
simplificados de.forma esquemática.
A.- Semiconductor de silicio de conducción “tipo-p”, o sea, de polaridad positiva.(P). En
su estructura molecular se puede observar que en los lugares que debían ocupar los
electrones.lo que encontramos son “huecos”.
Cuando conectamos una batería a los extremos de un cristal semiconductor positivo, se
establece un.flujo de “huecos” en sentido opuesto al flujo de electrones que proporciona la
fuente de energía eléctrica..En la ilustración se puede observar también que mientras el
flujo de electrones o corriente electrónica.se establece del polo negativo al polo positivo
de la batería, el flujo de “huecos”, por el contrario, se.establece en el sentido inverso a
través del cristal de silicio.

6. B.- Semiconductor de silicio de conducción “tipo-n”, de polaridad negativa (N), con
exceso de.electrones libres en su estructura molecular. Si a este tipo de semiconductor
negativo le conectamos.una batería, el flujo electrónico se establecerá en el mismo sentido
de circulación de la propia fuente de.suministro eléctrico, o sea, del polo negativo al polo
positivo
 Resolución de circuitos con diodos
Hallar los valores máximos y mínimos de RL cuando Rs=48.7 y VBB=15V. El zener
de 5V tiene una Izmin=10mA y su disipación de potencia es de 1W.
Pmax=1W=VzIzmax Izmax=1W/5V =200mA
Is=(15-5V)/48.7 = 205mA (L.Ohm)
IL = VL/RL=
Is=Iz+IL=cte (LCK)
Si la demanda de IL es grande Iz disminuirá para mantener Is cte
Is=Izmin+ILmax ‡ 205mA-10mA= ILmax‡ ILmax=195mA
Si la demanda de IL baja Iz aumentará para mantener Is cte
Is=Izmax+ILmin ‡ 205mA-200mA= ILmax‡ ILmin=5mA
Ahora podemos determinar el rango en que puede variar R para un correcto funcionamiento
del regulador
Rmin=Vz/Imax=5/195=25.6 ohmios
Rmax=Vz/Imin=5/5=1 kohm