Diodo

Índice
1. Materiales semiconductores. La unión PN 3
1.1. Los semiconductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2. Electrones libres y huecos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3. Dopaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4. La unión PN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2. El diodo. Comportamiento y modelización 7
2.1. Polarización de la unión PN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1.1. La unión PN en polarización directa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1.2. La unión PN en polarización inversa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2. El diodo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2.1. Relación tensión-corriente de un diodo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2.2. Expresión matemática de la relación tensión-corriente de un diodo . . . . . . 11
2.2.3. Modelo del diodo real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.4. Efectos de la temperatura en el diodo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3. Tipos de diodos 12
3.1. Diodo rectificador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.2. Diodo detector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.3. Diodo avalancha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.4. Diodo Zener . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.4.1. Efectos de la temperatura en los diodos zener . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.5. Diodo túnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.5.1. Diodo Gunn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.6. Diodo de capacidad variable (Varicap) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.7. Diodo PIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.8. Fotodiodo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.8.1. Principio de funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.8.2. Composición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.9. Diodo LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.9.1. Funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.9.2. Composición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.9.3. Conexión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.10. Diodo láser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.10.1. Funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.11. Diodo Schottky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.11.1. Funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.11.2. Caracter´ısticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4. Aplicaciones biomédicas de los diodos 26
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Resumen
El siguiente trabajo de investigación tiene como principal objetivo la recolección de infor-
mación acerca de los tipos de diodos existentes, en cuanto a sus caracter´ısticas, su principio de
funcionamiento y su composición. Para la realización de este estudio, se han consultado distintas
fuentes de información y selecionado lo que se ha considerado más preciso.
Introducción
El diodo es un dispositivo electrónico que está muy presente en nuestra vida, sin que seguramente
nos demos cuenta de ello. Lo encontramos en numerosos aparatos de uso diario.
Básicamente, el diodo es un componente que deja pasar la corriente eléctrica en un sentido, pero
no en el contrario. Debido a su composición a partir de material semiconductor su comportamiento
es no lineal y por tanto su utilización es más compleja que la de los componentes lineales más
habituales (resistencias, condensadores e inductores). La caracter´ıstica esencial de un diodo es la de
ser un rectificador.
Como primer punto se abordará la base f´ısica de los diodos, es decir, los materiales semocon-
ductores, más espec´ıficamente la unión de dos tipos de semiconductores conocidos como P y N.
Después, se estudiará al diodo, su comportamiento y la modelización que presenta. Luego de esto,
se verán los distintos tipos de diodos existentes, comenzando con el diodo rectificador y concluyendo
con el diodo Schottky, por último se hablará acerca de las aplicaciones biomédicas que tienen los
diodos.
1. Materiales semiconductores. La unión PN
1.1. Los semiconductores
Hay materiales que conducen la corriente eléctrica mejor que otros. En función de su comportamiento
con respecto a la corriente eléctrica, tenemos tres tipos de materiales:
Los materiales aislantes no dejan pasar la corriente eléctrica.
Los materiales conductores (generalmente, los metales) tienen muchos electrones en la banda
de conducción que se mueven libremente.
Los materiales semiconductores tienen unas caracter´ısticas especiales que permiten regular
la corriente que circula a través de ellos.
Un material será de un tipo u otro dependiendo de cómo tenga las bandas de valencia y con-
ducción.
En los materiales conductores, la banda de valencia y la de conducción se superponen parcialmente.
En los materiales aislantes, la banda de valencia y la de conducción están muy alejadas (en términos
de energ´ıa), de manera que hay que aportar mucha energ´ıa a los electrones en la banda de valencia
para que puedan pasar a la banda de conducción. En cambio, en los materiales semiconductores
las bandas de valencia y de conducción están más próximas, de manera que no es preciso aplicar
mucha energ´ıa para que los electrones en la banda de valencia pasen a la de conducción.
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Figura 1: Esquema de la distribución de las bandas en los materiales conductores, aislantes y semiconductores
Los elementos más utilizados son el silicio y el germanio.
1.2. Electrones libres y huecos
En los materiales semiconductores, los átomos tienen los electrones situados en la banda de valencia.
Cada electrón ocupa una posición determinada en la banda de valencia que puede pasar a la banda
de conducción cuando se le aplica una cierta energ´ıa.
Figura 2: Bandas de valencia y de conducción
Al pasar a la banda de conducción, el electrón ha dejado una posición “vac´ıa”. El átomo que
ha perdido ese electrón se queda con un electrón menos que su número de protones, de manera que
tiene una carga eléctrica global igual a la de un electrón, pero con signo positivo. El átomo que ha
quedado con carga positiva ejerce una fuerza de atracción sobre los electrones que tiene cerca. Estos
electrones tenderán a ocupar la posición vac´ıa que hab´ıa quedado en este átomo. En muchos casos,
esa posición la ocupará algún electrón de un átomo cercano, pero entonces dejará una posición vac´ıa
en el átomo que ocupaba hasta entonces. Esta posición vac´ıa también tenderá a estar ocupada por
otro electrón, y as´ı sucesivamente.
En condiciones normales, tanto el movimiento de electrones libres en la banda de conducción
como el de electrones en la banda de valencia para ocupar posiciones vac´ıas sucesivas se produce
en todas las direcciones, de manera aleatoria. Por tanto, no se forma una corriente eléctrica. Sin
embargo, si el material semiconductor está atravesado por un campo eléctrico (como el que genera
una fuente de tensión conectada a los extremos del material) los electrones se moverán en esta
dirección concreta, pero en sentido contrario, ya que son cargas negativas.
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Figura 3: Movimiento de los electrones en presencia de un campo eléctrico
Los huecos son las posiciones vac´ıas que han dejado los electrones en la banda de valencia.
Aunque f´ısicamente un hueco no es más que la posición donde hab´ıa un electrón, eléctricamente
tiene la consideración de part´ıcula que posee la misma carga que un electrón, pero con signo positivo.
Figura 4: Movimiento aparente de la posición libre en la banda de valencia
En los materiales en los que hay un flujo de electrones libres se crea una corriente eléctrica en
sentido contrario a estos electrones. En cambio, en los materiales en los que hay un movimiento de
huecos, la corriente eléctrica generada tiene el mismo sentido que los huecos que se mueven.
1.3. Dopaje
Una de las ventajas de trabajar con semiconductores es que podemos modificar su comportamiento
eléctrico si le añadimos una pequeña cantidad de átomos diferentes al semiconductor, con el objetivo
de favorecer la presencia de portadores, ya sean electrones libres o huecos.
Llamamos dopaje al proceso de añadir a un material semiconductor impurezas que contienen
electrones libres o huecos. De un material al que se ha inyectado impurezas se dice que está dopado.
Al dopar un material semiconductor, estamos aumentando el número de electrones libres o de
huecos que contiene. Al tener mas densidad de portadores, aumenta la conductividad de dicho ma-
terial. Es decir, favorecemos el paso de corriente a traves de él.
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Hay dos tipos de dopaje, dependiendo del tipo de impurezas que añadamos a un material semicon-
ductor:
En el dopaje de tipo P añadimos al semiconductor impurezas con huecos.
En el dopaje de tipo N añadimos al semiconductor impurezas con electrones libres.
Según el tipo de dopaje que se haya aplicado a un material semiconductor también se habla de
semiconductores de tipo P y semiconductores de tipo N, respectivamente.
En los semiconductores de tipo P la corriente eléctrica la produce de forma mayoritaria el movi-
miento de huecos. En cambio, en los semiconductores de tipo N la corriente eléctrica la produce
mayoritariamente el movimiento de electrones libres.
1.4. La unión PN
Una unión PN es el resultado de unir dos materiales semiconductores, uno con un dopaje de tipo P
y el otro con un dopaje del tipo N.
Figura 5: Distribución de los portadores al formarse una unión PN. Los portadores mayoritarios en en
semiconductor P son los huecos (c´ırculos blancos), mientras que en el semiconductor N son los electrones
libres (c´ırculos negros)
Cuando unimos los dos semiconductores, se produce un proceso de difusión entre sus respec-
tivos portadores. Los electrones libres del semiconductor N se mueven hacia el semiconductor P.
Entonces, los huecos de la región P se mueven hacia la región N. En las dos regiones se produce un
proceso de recombinación.
Mediante la recombinación el semiconductor P pierde huecos y el semiconductor N pierde elec-
trones libres, que pasan a ser electrones en la banda de valencia.
El semiconductor P, que al principio era eléctricamente neutro, ha perdido huecos (cargas posi-
tivas) en la zona próxima a la unión. De este modo, mientras se va produciendo la difusión, en esta
zona se va generando una carga global negativa. Dicha carga ejerce una fuerza de repulsión sobre los
electrones libres del semiconductor N que va frenando el proceso de difusión. En el semiconductor
N hay un proceso análogo.
El proceso de difusión continúa hasta que se llega a un estado de equilibrio y se presenta la zona de
carga espacial (ZCE). En esta aparece un campo eléctrico que provoca una diferencia de potencial
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entre la zona N y la zona P. Esta tensión que aparece, llamada barrera de potencial, es pequena,
generalmente de unas cuantas décimas de voltio, aunque su valor depende del material semicon-
ductor utilizado. La barrera de potencial, en ausencia de fuentes de tensión externas, evita que los
electrones libres de la zona N se muevan hacia la zona P y que los huecos de la zona P se puedan
mover hacia la zona N.
Figura 6: Barrera de potencial generada en la unión PN una vez se llega al equilibrio
2. El diodo. Comportamiento y modelización
2.1. Polarización de la unión PN
En un circuito sencillo (en el que solo hay una fuente de tensión y la propia unión PN) cuando se
aplica una diferencia de potencial entre los extremos de la unión, decimos que la hemos polariza-
do.Cuando polarizamos una unión PN, conviene diferenciar entre:
Polarización directa, que consiste en aplicar una tensión positiva al material P respecto del
semiconductor N.
Polarización inversa, donde la tensión que se aplica es positiva en el semiconductor N respecto
del P.
2.1.1. La unión PN en polarización directa
Figura 7: Unión PN en polarización directa
Este circuito aplicará una tensión entre los terminales P y N de la unión. Si la tensión del generador
Vf es pequeña (menor que la barrera de potencial de la unión PN), la tensión global en la unión
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PN seguirá siendo mayor en la zona N respecto de la P, o sea, que ni los huecos de la zona P ni
los electrones libres de la N podrán atravesar la barrera de potencial. Por consiguiente, en esta
situación no habrá corriente eléctrica.
Si la tensión Vf supera la barrera de potencial de la unión PN, la tensión global en la zona de
unión pasa a ser mayor en el semiconductor P que en el N. En este caso se produce el movimiento
de huecos hacia el semiconductor N y de electrones libres hacia el semiconductor P, de manera que
deja pasar la corriente eléctrica producida por la fuente de tensión.
La tensión umbral (Vγ) es aquella a partir de la cual la unión PN deja pasar corriente eléctrica a
través de ella. La tensión que se aplica en polarización directa va encaminada a disminuir la barrera
de potencial y, una vez la ha superado, la unión PN permite el paso de corriente eléctrica a través
de ella.
2.1.2. La unión PN en polarización inversa
En la polarización inversa, la tensión que aplicamos a la unión PN es en sentido contrario a la
polarización directa. El terminal positivo de la fuente de tensión está conectado con el semiconductor
de tipo N de la unión PN.
Figura 8: Unión PN en polarización inversa
La tensión que aplicamos en polarización inversa va encaminada a aumentar la barrera de po-
tencial que hay en la unión PN. En esta situación, los huecos de la zona P no pueden pasar a la
zona N, ni los electrones libres de la región N a la P.
En este caso, la barrera de potencial se ve reforzada por la tensión de polarización, y por tanto,
los huecos de la región P no pueden moverse hacia la región N, ni los electrones libres de la zona
N pueden ir a la región P. Es decir, en polarización inversa la unión PN no conduce corriente eléctrica.
Cuando la tensión de polarización es inversa se hace muy grande, la situación cambia. En este
caso, el campo eléctrico se hace tan intenso que, tanto en la zona P como en la zona N, un número
considerable de electrones en la banda de valencia saltan a la banda de conducción, dejando en el
átomo donde estaban un hueco. Es decir, en la zona P se generan nuevos huecos, pero entonces
tambien habrá electrones libres. De igual manera, en la zona N habrá huecos y nuevos electrones
libres.
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Figura 9: Detalle de la unión PN cuando la polarización inversa es muy grande
En este caso, en la zona P ya tenemos electrones libres y en la zona N, huecos. Por tanto, la
corriente eléctrica ya podrá circular a través de la unión PN.
La tensión de ruptura (Vz) es la tensión a partir de la cual la unión PN no puede seguir blo-
queando la corriente cuando se encuentra en polarización inversa.
2.2. El diodo
El diodo es un dispositivo electrónico de dos terminales: una positiva llamada ánodo, y una ne-
gativa llamada cátodo. Internamente es una unión PN y se comporta de manera diferente según
que la corriente entre a través de un terminal u otro. En directa la corriente fluye con facilidad.
En inversa, al alcanzar la región de ruptura o zona de avalancha, el flujo de corriente es elevado
siempre y cuando no se exceda la potencia máxima de disipación. El diodo es un dispositivo no lineal.
El terminal positivo del diodo corresponde a la zona P de la unión PN en que se basa el diodo
y el terminal negativo a la zona N.
Figura 10: S´ımbolo de un diodo
2.2.1. Relación tensión-corriente de un diodo
Como un diodo, internamente, es una unión PN, su comportamiento es el mismo que el de esta.
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Figura 11: Relación entre tensión y corriente en un diodo
Este gráfico se denomina la relación tensión-corriente de un diodo porque muestra qué corriente
circula por un diodo según la tensión que se le aplique. Se puede ver que un diodo no es lineal, ya
que su funcionamiento es diferente según la tensión sea positiva o negativa.
En el caso de los diodos de silicio, la tensión que corresponde a la barrera de potencial se sitúa
entre los 0.6 y 0.7V, en los de germanio en el orden de 0.2V y en los de arseniuro de galio alrededor
del V.
Para fines didácticos se identifican 4 regiones (A,B,C y D).
Polarización directa. La tensión VD tiene un valor positivo. Si se aumenta la tensión desde un
valor VD = 0 V, encontramos:
• Región A. Para tensiones de bajo valor, el diodo prácticamente no conduce. Este com-
portamiento es as´ı hasta que se llega a la tensión Vγ (tensión umbral).
• Región B. Cuando la tensión en polarización directa supera el valor de Vγ, el diodo
permite el paso de corriente a través de él. El aumento de la corriente se produce de
forma gradual a partir de esta tensión.
Polarización inversa. La tensión VD tiene un valor negativo. Si se parte de VD=0 V y se hace
más negativa esta tensión, encontramos:
• Región C. Para tensiones negativas, pero más pequeñas (en valor absoluto) que el valor
de Vz, el diodo prácticamente no deja pasar corriente. Esta Vz es la tensión de ruptura.
• Región D. En polarización inversa, cuando superamos la tensión de ruptura, el diodo no
puede seguir bloqueando la corriente eléctrica. En esta región, el aumento de la corriente
es más abrupto que el de la región B.
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Apartir de estas regiones, podemos identificar las tres zonas de trabajo del diodo.
Zona de conducción. Para tensiones mayores que la tensión umbral, el diodo permite el paso
de corriente. Esta zona corresponde a la región B.
Zona de corte. En esta zona, que incluye las regiones A y C, el diodo apenas deja pasar la
corriente eléctrica.
Zona de ruptura. Para tensiones negativas muy elevadas, el diodo no puede seguir bloqueando
la corriente eléctrica (región D).
2.2.2. Expresión matemática de la relación tensión-corriente de un diodo
Una buena aproximación a la respuesta tensión-corriente del diodo es:
ID = I0(e
VD
VT − 1)
En esta expresión, VD es la tensión e ID es la corriente del diodo, mientras que I0 es la corriente
inversa de saturación del diodo, la cual tiene un valor muy pequeño. Y VT es la tensión térmica, y
podemos encontrar su valor a partir de la siguiente ecuación:
VT =
kT
q
Donde:
k es la constante de Boltzmann (1.38x10−23 J/K)
T es la temperatura expresada en kelvins
q es la carga del electrón (1.6x10−19C)
2.2.3. Modelo del diodo real
La ecuación de Shockley
I = I0(e
VD
nVT − 1)
es un modelo matemático que aproxima satisfactoriamente el comportamiento del diodo real.
En esta expresión n, es el factor de idealidad cuyo valor, que depende de las dimensiones del diodo,
del material semiconductor, de la magnitud de la corriente I0 y de la potencia que disipa, está entre
1 y 2.
2.2.4. Efectos de la temperatura en el diodo
La corriente de saturación depende de la temperatura y también de los niveles de dopado y del área
de la unión. Se puede demostrar que la corriente de saturación inversa se duplica cada incremento
de 10◦C.
La caracter´ıstica directa del diodo también se ve afectada por la temperatura, siendo el efecto
más importante la influencia sobre la barrera de potencial. Conforme aumenta la temperatura,
la tensión directa necesaria para polarizar el diodo disminuye y por tanto decimos que tiene un
coeficiente de temperatura negativo. El valor de esta variación en diodos de señal tanto de silicio
como de germanio es de 2mV por grado cent´ıgrado.
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3. Tipos de diodos
Una vez introducido el diodo de unión PN vamos a describir otros tipos de diodos que también están
basados en principio en una unión PN aunque en algunos casos su comportamiento o su composición
no se parece mucho a la del diodo original.
3.1. Diodo rectificador
Figura 12: S´ımbolo electrónico del diodo rectificador
Los diodos rectificadores son aquellos dispositivos semiconductores que solo conducen en polariza-
ción directa (arriba de 0.7 V) y en polarización inversa no conducen. Estas caracter´ısticasson 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. Los diodos, en general se identifican
mediante una referencia. Su construcción está basada en la unión PN siendo su principal aplicación
como rectificadores.
Este tipo de diodos, normalmente de silicio soportan elevadas temperaturas de hasta 200◦C en
la unión, siendo su resistencia muy baja y la corriente en tensión inversa muy pequeña.
En fuentes de alimentación se utilizan los diodos formando configuración en puente, con cuatro
diodos en sistemas monofásicos, o utilizando los puentes integrados que a tal efecto se fabrican y
que simplifican en gran medida el proceso de diseño de una placa de circuito impreso.
Los distintos encapsulados de estos diodos dependen del nivel de potencia que tengan que disipar.
Hasta cierto valor de un W se emplean encapsulados de plástico. Por encima de este valor el
encapsulado es metálico y en potencias más elevadas es necesario que el encapsulado tenga previsto
una rosca para fijar éste a un radiador de calor y as´ı ayudar al diodo a disipar el calor producido
por esas altas corrientes. Lo mismo sucede con los puentes de diodos integrados.
3.2. Diodo detector
Figura 13: S´ımbolo electrónico del diodo de 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). Esta operación se denomina detección.
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3.3. Diodo avalancha
Un diodo avalancha, es un diodo semiconductor diseñado especialmente para trabajar en inversa. En
estos diodos, poco dopados, cuando la tensión en polarización inversa alcanza el valor de la tensión
de ruptura, los electrones que han saltado a la banda de conducción por efecto de la temperatura
se aceleran debido al campo eléctrico incrementando su energ´ıa cinética, de forma que al colisionar
con electrones de valencia los liberan; éstos a su vez, se aceleran y colisionan con otros electrones de
valencia liberándolos también, produciéndose una avalancha de electrones cuyo efecto es incrementar
la corriente conducida por el diodo sin apenas incremento de la tensión. La aplicación t´ıpica de estos
diodos es la protección de circuitos electrónicos contra sobretensiones. El diodo se conecta en inversa
a tierra, de modo que mientras la tensión se mantenga por debajo de la tensión de ruptura sólo será
atravesado por la corriente inversa de saturación, muy pequeña, por lo que la interferencia con el
resto del circuito será m´ınima; a efectos prácticos, es como si el diodo no existiera. Al incrementarse
la tensión del circuito por encima del valor de ruptura,el diodo comienza a conducir desviando el
exceso de corriente a tierra evitando daños en los componentes del circuito.
3.4. Diodo Zener
Figura 14: S´ımbolo electrónico del diodo zener
El diodo zener es un diodo basado también en una única unión PN, 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 caracter´ıstica), es decir, aplicándole
una tensión inversa superior a la tensión de ruptura. En la curva V-I (Figura 15), observamos que
el diodo tiene un codo muy abrupto cuando se le aplica una tensión inversa por encima de un cierto
valor llemado tensión de ruptura o tensión zener. Es en esta región donde se utiliza el diodo zener
y básicamente se hace como tensión de referencia.
El diodo zener es básicamente un diodo común que se diseña para aprovechar la tensión inversa
de ruptura, con una curva caracter´ıstica brusca o afilada. Esto se consigue fundamentalmente a
través del control de los dopados. Con ello se logran tensiones de ruptura de 2V a 200V, y potencias
máximas desde 0.5W a 50W. El diodo zener se utiliza para trabajar en la zona de ruptura, ya que
mantiene constante la tensión entre sus terminales en el valor de su tensión zener, VZ. Sus aplica-
ciones básicas son como regulador de tensión o bien como recortador. Los parámetros comerciales
del diodo zener son los mismos que los de un diodo normal, salvo que se identifica la tensión zener,
VZ, y no una tensión de pico inverso.
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Figura 15: Caracter´ıstica V-I de un diodo zener
El diodo zener es un dispositivo de tres estados operativos:
conducción en polarización directa (como un diodo normal)
corte en polarización inversa (como un diodo normal)
conducción en polarización inversa donde mantiene constante la tensión en su valor de tensión
de zener (VZ) con una corriente entre 0 y la corriente máxima que corresponde a la máxima
potencia que puede disipar.
Hay dos efectos que producen la ruptura de un diodo de unión PN: el efecto túnel o zener y la
ruptura por efecto avalancha. Cuando la ruptura se produce en uniones con tensiones por encima de
los 8 V están causadas por el efecto avalancha, mientras que para tensiones de ruptura por debajo
de los 5 V la ruptura se produce por efecto zener. Para tensiones de ruptura entre 5 V y 8 V ambos
mecanismos operan al mismo tiempo.
La ruptura zener se produce cuando se tiene un dopado moderado de la zona P y fuerte en el de
tipo N. En ese caso, la zona de agotamiento se extiende fundamentalmente en la zona P. La ruptura
zener sobreviene cuando se aplica una tensión inversa al diodo suficientemente alta como para que
el campo eléctrico resultante rompa los enlaces covalentes de los átomos de la zona de agotamiento.
Entonces se liberan electrones que pasan de la banda de valencia a la de conducción (efecto túnel) y
que convierten la zona de agotamiento de aislante en conductora. La intensidad de campo eléctrico
requerida para que tenga lugar el efecto zener es de aproximadamente 3x107V/cm. Dado que tanto
la anchura de la zona de agotamiento como el campo eléctrico en la unión vienen fijados por el
dopado de la zona P, ajustando dicho dopado es posible crear campos eléctricos suficientemente
grandes como para que se produzca el efecto zener.
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Figura 16: Efecto zener producido durante la polarización inversa de un diodo
Por el contrario si la zona P no está suficientemente dopada, entonces el campo eléctrico no es lo
suficientemente intenso como para romper los enlaces covalentes. Pero los portadores minoritarios
que constituyen la corriente de saturación inversa s´ı que sentirán el campo eléctrico y se acelerarán.
Si recorren una distancia suficiente, adquirirán la energ´ıa cinética necesaria como para romper un
enlace covalente si chocan con un átomo. Este fenómeno se denomina ¨ıonización por impacto”. De
nuevo el resultado es que si aparecen suficientes electrones ”sueltos”la zona de agotamiento pasa a
ser conductora. Este efecto se produce con tensiones de ruptura a partir de los 5 V.
Figura 17: Efecto avalancha producido durante la polarización inversa de un diodo
3.4.1. Efectos de la temperatura en los diodos zener
En el efecto túnel o zener se liberan electrones por la intensidad del campo eléctrico que deben pues
saltar de la banda de valencia a la banda de conducción. Si aumenta la temperatura entonces la
distancia entre la banda de valencia y la banda de conducción se reduce ya que los electrones de
la banda de valencia tienen más energ´ıa térmica. El resultado es que hace falta un campo eléctrico
menor para que salten de una banda a otra y por tanto menos tensión. Por tanto la tensión de zener
disminuye con la temperatura y tiene un coeficiente de temperatura negativo.
En el efecto avalancha por el contrario la ionización se produce por choques de los portadores
minoritarios con los átomos. Al subir la temperatura los átomos adquieren también más energ´ıa
térmica y por tanto vibran más lo que da como resultado más colisiones. Pero como los electrones
chocan con el átomo antes de haber recorrido la suficiente distancia y tener por tanto la suficiente
energ´ıa cinética, no desprenden ningún electrón adicional y se ionizan menos átomos. Por tanto
necesitamos más campo eléctrico (más tensión inversa) para ionizar la unión y la tensión de ruptura
por efecto avalancha aumenta con la temperatura. El coeficiente de temperatura del efecto avalancha
es positivo. Para tensiones de ruptura entre 5 V y 8 V, ambos mecanismos (ruptura por avalancha y
15

zener) operan conjuntamente, dando lugar a un coeficiente de temperatura que es aproximadamente
cero.
3.5. Diodo túnel
Figura 18: S´ımbolo del diodo túnel
El diodo túnel (diodo Esaki) es un diodo semiconductor que tiene una unión PN, en la cual se
produce el efecto túnel que da origen a una conductancia diferencial negativa en un cierto intervalo
de la caracter´ıstica corriente-tensión.
La presencia del tramo de resistencia negativa permite su utilización como componente activo
(amplificador/oscilador).
Una caracter´ıstica importante del diodo túnel es su resistencia negativa en un determinado
intervalo de voltajes de polarización directa. Cuando la resistencia es negativa, la corriente disminuye
al aumentar el voltaje. En consecuencia, el diodo túnel puede funcionar como amplificador, como
oscilador o como biestable.
La forma dela curva I-V para los diodos túnel, viene dada de la siguiente manera:
Figura 19: Caracter´ıstica I-V de un diodo túnel
En esta curva se observa que existe una región en la cual la corriente disminuye al aumentar
el voltaje, es decir, el diodo presenta una resistencia dinámica negativa. Inicialmente se consideró
esta variación como un efecto anormal para un diodo, y fue Esaki el primero en encontrar una
explicación basada en fenómenos cuánticos.
Cuando la tensión de polarización es cero, los electrones pasan por efecto túnel de la banda de
valencia a la de conducción o en sentido inverso. El único requisito es que existan estados vacantes
para esa energ´ıa a los cuales se pueda trasladar el electrón. Para tensiones de polarización inversas,
existe un desnivel de Fermi de la banda de valencia del lado P y de la banda de conducción del
lado N, por lo que la probabilidad de salto por efecto túnel desde la banda de valencia a la de
16

conducción es mayor, ya que el número de estados vacantes para el electrón es también mayor.
Por tanto, la corriente en sentido inverso aumenta al aumentar el voltaje inverso. En polarización
directa, si el voltaje aplicado es inferior a un valor cr´ıtico, existe también efecto túnel de electrones
en sentido opuesto al anterior, es decir, desde un estado ocupado en la banda de conducción del
lado N a un estado vac´ıo de la banda de valencia del lado P. En esta situación la corriente aumenta
con el voltaje. Cuando se aplican voltajes superiores al cr´ıtico, el fondo de la banda de conducción
puede sobrepasar al borde superior de la banda de valencia. En esta región de voltajes, disminuye
el número de estados ocupados en la banda de conducción susceptibles de soltar un electrón que
pueda ”tunelear” hacia la banda de valencia y la corriente disminuye con el voltaje aplicado (zona
de resistencia dinámica negativa). Mayores incrementos del voltaje reducen aún más la ”corriente
túnel”. Sin embargo, a partir de un cierto voltaje la corriente de difusión normal en un diodo empieza
a predominar sobre el efecto túnel. La corriente aumenta de nuevo con el voltaje siguiendo la ley
del diodo.
Figura 20: Diagrama de bandas de energ´ıa en un diodo túnel en diferentes estados de polarización:
a)Polarización inversa. b)Sin polarización externa.c)Polarización en directo con un voltaje aplicado inferior
al cr´ıtico. d)idem. con un voltaje aplicado superior al cr´ıtico, y e)idem. con un voltaje muy alto.
3.5.1. Diodo Gunn
El diodo Gunn es un diodo túnel muy especializado para su utilización en osciladores de alta
frecuencia, en particular en el rango de las microondas. Su tramo de resistencia negativa se utiliza
en osciladores pudiéndose alcanzar frecuencias de hasta 14 GHz.
3.6. Diodo de capacidad variable (Varicap)
Figura 21: S´ımbolo del diodo varicap
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 varie en función
de la tensión inversa aplicada entre sus extremos. Al aumentar dicha tensión, aumenta la anchura
de esa barrera, disminuyendo as´ı la capacidad del diodo. De este modo se obtiene un condensador
variable controlado por tensión. Los valores de capacidad obtenidos van desde 1 a 500 pF. La tensión
inversa m´ınima tiene que ser de 1 V.
17

3.7. Diodo PIN
Figura 22: S´ımbolo del diodo PIN
La introducción de una capa intr´ınseca entre dos semiconductores de tipo P y N, diodos PIN, tiene
indudables ventajas en diversas aplicaciones de los diodos, entre ellas la posibilidad de soportar po-
tenciales de ruptura mucho más elevados. La presencia de la región intr´ınseca (región i), hace que en
los diodos PIN, la distribución de la carga espacial a lo largo de la unión cuando los semiconductores
se encuentran en equilibrio son tensión aplicada sea de la siguiente manera:
Figura 23: Variación a)de la carga espacial,ρ(x), b)del campo eléctrico, E(x), y c) del potencial V(x) a lo
largo de la unión de un diodo PIN en equilibrio, es decir, sin tensión aplicada.
De acuerdo con esta figura, la carga espacial positiva y negativa se sitúa a ambos lados de la
región intr´ınseca. Ello es debido al trasvase de huecos de la región P a la región intr´ınseca y de
electrones de la región N a la intr´ınseca. Asimismo, desde la región intr´ınseca existe un trasvase de
electrones a la región P, y de huecos a la región N.
En cualquier caso el campo eléctrico de la unión en los diodos PIN es menor que en los diodos
PN. Este hecho hace que los diodos PIN puedan soportar voltajes en inverso elevados sin alcanzar
la región de ruptura.
3.8. Fotodiodo
Figura 24: S´ımbolo del fotodiodo
Un fotodiodo es un semiconductor construido con una unión PN, sensible a la incidencia de la luz
visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se polariza inversamente, con lo que
se producirá una cierta circulación de corriente cuando sea excitado por la luz.Si a un fotodiodo le
aplicamos una polarización directa, se comportará como un diodo rectificador y no aprovechará sus
18

caracter´ısticas como fotodiodo. Por este motivo es importante, si queremos aprovechar su función de
transformar en corriente la luz que le llega, que nos aseguremos de que esta polarizado inversamente.
Debido a su construcción, los fotodiodos se comportan como células fotovoltaicas, es decir, en
ausencia de luz exterior generan una tensión muy pequeña con el positivo en el ánodo y el negativo
en el cátodo. Esta corriente presente en ausencia de luz recibe el nombre de corriente de oscuridad.
3.8.1. Principio de funcionamiento
Un fotodiodo es una unión P-N o estructura P-I-N. Cuando una luz de suficiente energ´ıa llega al
diodo, excita un electrón dándole movimento y crea un hueco con carga positiva. Si la absorción
ocurre en la zona de agotamiento de la unión, o a una distancia de difusión de él, estos portado-
res son retirados de la unión por el campo de la zona de agotamiento, produciendo una fotocorriente.
En la siguiente figura se ha representado la caracter´ıstica I-V de un fotodiodo bajo iluminación.
Figura 25: Medida de la curva caracter´ıstca I-V de un fotodiodo en iluminación.
Los fotodiodos generalmente operan en el tercer cuadrante, es decir, con polarización negativa y
con corriente también negativa, ya que en esta región la corriente es prácticamente independiente del
voltaje y además proporcional a la velocidad de generación de portadores (siempre que IL >> IO).
El dispositivo funciona entonces como detector del nivel de iluminación convirtiendo una señal ópti-
ca en señal eléctrica.
Fotodiodos de avalancha
Tienen una estructura similar, pero trabajan con voltajes inversos mayores. Esto permite a los
portadores de carga fotogenerados el ser multiplicados en la zona de avalancha del diodo, resultando
en una ganancia interna, que incrementa la respuesta del dispositivo.
3.8.2. Composición
El material empleado en la composición de un fotodiodo es un factor cr´ıtico para definir sus propie-
dades. Suelen estar compuestos de silicio, sensible a la luz visible (longitud de onda de hasta 1µm);
germanio para luz infrarroja (longitud de onda hasta aprox. 1,8 µm ); o de cualquier otro material
semiconductor.
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Material Longitud de onda (nm)
Silicio 190 - 1100
Germanio 800 - 1700
Indio galio arsénico 800 - 2600
Sulfuro de plomo >1000 - 3500
También es posible la fabricación de fotodiodos para su uso en el campo de los infrarrojos medios
(longitud de onda entre 5 y 20 µm), pero estos requieren refrigeración por nitrógeno l´ıquido.
Una caracter´ıstica importante de los fotodiodos es su respuesta espectral, es decir, que radiacio-
nes luminosas es capaz de detectar. Dependiendo del material con que este fabricado el fotodiodo,
puede detectar diversos márgenes del espectro visible, as´ı como radiaciones infrarrojas o ultraviole-
tas.
Además, también es importante determinar con qué ángulo incide la radiación sobre el fotodiodo.
Los fotodiodos son más sensibles cuando la luz incide en ellos perpendicularmente, y van perdiendo
sensibilidad a medida que el ángulo de incidencia es más inclinado.
3.9. Diodo LED
Figura 26: S´ımbolo del diodo LED
Diodo emisor de luz, también conocido como LED (acrónimo del inglés de Light-Emitting Diode)
es un dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz coherente de espectro reducido cuando se
polariza de forma directa la unión PN del mismo y circula por él una corriente eléctrica. Este
fenómeno es una forma de electroluminiscencia. El color (longitud de onda), depende del material
semiconductor empleado en la construcción del diodo. Podemos encontrar LED que emiten luz
infrarroja, ultravioleta, o alguno de los colores del espectro visible (azul, rojo, verde, amarillo, etc.).
Además, la luz que emite el LED tiene una caracter´ıstica muy importante: su rango espectral es
muy estrecho. Eso implica que los colores que emite son muy puros.
3.9.1. Funcionamiento
En los materiales semiconductores, un electrón al pasar de la banda de conducción a la de valen-
cia, pierde energ´ıa; esta energ´ıa perdida se puede manifiestar en forma de un fotón desprendido,
con una amplitud, una dirección y una fase aleatoria. Cuando un diodo semiconductor se polariza
directamente, los huecos de la zona P se mueven hacia la zona N y los electrones de la zona N
hacia la zona P; ambos desplazamientos de cargas constituyen la corriente que circula por el diodo.
Si los electrones y huecos están en la misma región, pueden recombinarse, es decir, los electrones
pueden pasar a ”ocupar” los huecos, ”cayendo” desde un nivel energético superior a otro inferior
más estable. Este proceso emite con frecuencia un fotón en semiconductores de banda prohibida
directa o ”direct bandgap” con la energ´ıa correspondiente a su banda prohibida.
Esto no quiere decir que en los demás semiconductores (semiconductores de banda prohibida in-
directa o ”indirect bandgap”) no se produzcan emisiones en forma de fotones; sin embargo, estas
emisiones son mucho más probables en los semiconductores de banda prohibida directa (como el
Nitruro de Galio) que en los semiconductores de banda prohibida indirecta (como el Silicio). La
20

emisión espontánea, por tanto, no se produce de forma notable en todos los diodos y sólo es visible
en diodos como los LEDs de luz visible, que tienen una disposición constructiva especial con el
propósito de evitar que la radiación sea reabsorbida por el material circundante, y una energ´ıa de la
banda prohibida coincidente con la correspondiente al espectro visible. En otros diodos, la energ´ıa
se libera principalmente en forma de calor, radiación infrarroja o radiación ultravioleta. En el caso
de que el diodo libere la energ´ıa en forma de radiación ultravioleta, se puede conseguir aprovechar
esta radiación para producir radiación visible, mediante sustancias fluorescentes o fosforescentes que
absorban la radiación ultravioleta emitida por el diodo y posteriormente emitan luz visible.
3.9.2. Composición
El dispositivo semiconductor está comúnmente encapsulado en una cubierta de plástico de mayor
resistencia que las de vidrio que usualmente se emplean en las lámparas incandescentes. Aunque el
plástico puede estar coloreado, es sólo por razones estéticas, ya que ello no influye en el color de la
luz emitida. Usualmente un LED es una fuente de luz compuesta con diferentes partes, razón por
la cual el patrón de intensidad de la luz emitida puede ser bastante complejo.
Para obtener una buena intensidad luminosa debe escogerse bien la corriente que atraviesa el
LED; para ello, hay que tener en cuenta que el voltaje de operación va desde 1.8 hasta 3.8 voltios
aproximadamente (lo que está relacionado con el material de fabricación y el color de la luz que
emite) y la gama de intensidades que debe circular por él var´ıa según su aplicación. Valores t´ıpicos
de corriente directa de polarización de un LED corriente están comprendidos entre los 10 y los 40
mA. En general, los LEDs suelen tener mejor eficiencia cuanto menor es la corriente que circula
por ellos, con lo cual, en su operación de forma optimizada, se suele buscar un compromiso entre la
intensidad luminosa que producen (mayor cuanto más grande es la intensidad que circula por ellos)
y la eficiencia (mayor cuanto menor es la intensidad que circula por ellos).
En corriente continua (CC), todos los diodos emiten una cierta cantidad de radiación cuando los
pares electrón-hueco se recombinan, es decir, cuando los electrones caen desde la banda de conduc-
ción (de mayor energ´ıa) a la banda de valencia (de menor energ´ıa). Indudablemente, la frecuencia
de la radiación emitida y, por ende, su color, dependerá de la altura de la banda prohibida (diferen-
cias de energ´ıa entre las bandas de conducción y valencia), es decir, de los materiales empleados.
Los diodos convencionales, de silicio o germanio, emiten radiación infrarroja muy alejada del espec-
tro visible. Sin embargo, con materiales especiales pueden conseguirse longitudes de onda visibles.
Los LED e IRED, además tienen geometr´ıas especiales para evitar que la radiación emitida sea
reabsorbida por el material circundante del propio diodo, lo que sucede en los convencionales.
Compuesto Color Long. de onda
Arseniuro de galio Infrarrojo 940 nm
Arseniuro de galio y aluminio Rojo e infrarrojo 890 nm
Arseniuro fosfuro de galio Rojo, naranja y amarillo 630 nm
Fosfuro de galio Verde 555 nm
Nitruro de galio Verde 525 nm
Seleniuro de zinc Azul 525 nm
Nitruro de galio e indio Azul 450 nm
Carburo de silicio Azul 480 nm
Los LEDs comerciales t´ıpicos están diseñados para potencias del orden de los 30 a 60 mW. En
torno a 1999 se introdujeron en el mercado diodos capaces de trabajar con potencias de 1 W para
21

uso continuo; estos diodos tienen matrices semiconductoras de dimensiones mucho mayores para
poder soportar tales potencias e incorporan aletas metálicas para disipar el calor (ver convección)
generado por efecto Joule.
3.9.3. Conexión
Para conectar LEDs de modo que iluminen de forma continua, deben estar polarizados directamen-
te, es decir, con el polo positivo de la fuente de alimentación conectando al ánodo y el polo negativo
conectado al cátodo. Además, la fuente de alimentación debe suministrarle una tensión o diferencia
de potencial superior a su tensión umbral. Por otro lado, se debe garantizar que la corriente que
circula por ellos no excede los l´ımites admisibles (Esto se puede hacer de forma sencilla con una
resistencia R en serie con los LEDs).
La diferencia de potencial Vd var´ıa de acuerdo a las especificaciones relacionadas con el color y la
potencia soportada. En términos generales, pueden considerarse de forma aproximada los siguientes
valores de diferencia de potencial:
Color Diferencia de potencial
Rojo 1.8 V a 2.2 V
Naranja 2.1 V a 2.2 V
Amarillo 2.1 V a 2.4 V
Verde 2 V a 3.5 V
Azul 3.5 V a 3.8 V
Blanco 3.6 V
Luego mediante la ley de Ohm, puede calcularse la resistencia R adecuada para la tensión de la
fuente Vfuente que utilicemos.
3.10. Diodo láser
Figura 27: S´ımbolo del diodo láser
Cuando la densidad de corriente en un diodo emisor de luz aumenta hasta un cierto l´ımite, se
puede presentar la emisión de radiación en forma de láser, es decir, luz monocromática, coherente
y confinada en un haz no divergente. En la mayor´ıa de los LED generalmente existe una densidad
de corriente umbral por encima de la cual aparece este efecto de emisión estimulada. La condición
necesaria para que se presente emisión estimulada es que se produzca una alta inversión de población
de portadores en las regiones neutras, como consecuencia de la inyección de minoritarios desde el
lado opuesto. Al mismo tiempo ha de existir también una elevada densidad de fotones, los cuales
pueden proceder del propio diodo a través de la recombinación de minoritarios en las regiones
neutras. Esto último se consigue confinando la región de recombinación a zonas muy estrechas,
haciendo que la luz emitida sufra múltiples reflexiones internas antes de salir del diodo.
22

Se emite luz por el principio de emisión estimulada, la cual surge cuando un fotón induce a
un electrón que se encuentra en estado excitado a pasar de estado de reposo.
• Este proceso genera la emisión de un fotón con la misma frecuencia y fase del fotón
estimulante.
Número de fotones estimulados ¿número de fotones emitidos de forma espontánea.
• Esto genera que exista mayor ganancia que perdidas y se incremente la pureza espectral.
La recombinación electrón - hueco puede ser estimulado mediante un fotón. El resultado es la
emisión de un fotón idéntico.
La siguiente figura muestra un esquema de bandas de energ´ıa del proceso de emisión láser en una
unión PN polarizada en directo, con un voltaje suficientemente elevado de forma que la corriente
esté por encima del valor umbral.
Figura 28: Diagrama de energ´ıa de un proceso de emisión láser: a) Unión PN en equilibrio formada por
dos semiconductores degenerados, b)Unión PN polarizada en directo, y c)Polarización en condiciones de alta
inyección de mayoritarios, con emisión estimulada de luz (láser) en la región de inversión de poblaciones (de
anchura x).
23

La emisión láser se ha observado en semiconductores principalmente de ”gap” directo, lo cual
es explicable si se tiene en cuenta que en ellos las transiciones radiativas son las más probables.
3.11. Diodo Schottky
Figura 29: S´ımbolo del diodo Schottky
El diodo Schottky o diodo de barrera Schottky, es un dispositivo semiconductor que proporciona
conmutaciones muy rápidas entre los estados de conducción directa e inversa (menos de 1ns en
dipositivos pequeños de 5 mm de diámetro) y muy bajas tensiones umbral (también conocidas
como tensiones de codo). La tensión de codo es la diferencia de potencial m´ınima necesaria para
que el diodo actúe como conductor en lugar de circuito abierto; esto, claro, dejando de lado la región
Zener, que es cuando más bien existe una diferencia de potencial lo suficientemente negativa para
que (a pesar de estar polarizado en contra del flujo de corriente) éste opere de igual forma como lo
har´ıa regularmente.
A frecuencias bajas un diodo normal puede conmutar fácilmente cuando la polarización cambia de
directa a inversa, pero a medida que aumenta la frecuencia el tiempo de conmutación puede llegar
a ser muy alto, poniendo en peligro el dispositivo.
El diodo Schottky está constituido por una unión metal-semiconductor (barrera Schottky), en
lugar de la unión convencional PN utilizada por los diodos normales.
Figura 30: Curva caracter´ıstica de un diodo Schottky comparada con un diodo de unión PN de Silicio
As´ı se dice que el diodo Schottky es un dispositivo semiconductor ”portador mayoritario”. Esto
significa que, si el cuerpo semiconductor está dopado con impurezas tipo N, solamente los portadores
tipo N (electrones móviles) desempeñarán un papel significativo en la operación del diodo y no se
realizará la recombinación aleatoria y lenta de portadores tipo N y P que tiene lugar en los diodos
24

rectificadores normales, con lo que la operación del dispositivo será mucho más rápida.
El diodo Schottky presenta por tanto una ca´ıda de tensión directa en conducción mucho menor
que un diodo de unión PN (sólo 0.2 V frente a los 0.7 V del diodo de Si) y además tiene un tiempo
de recuperación inversa mucho menor.
3.11.2. Caracter´ısticas
La alta velocidad de conmutación permite rectificar señales de muy alta frecuencias y eliminar
excesos de corriente en circuitos de alta intensidad.
A diferencia de los diodos convencionales de silicio, que tienen una tensión umbral (valor de
la tensión en directa a partir de la cual el diodo conduce) de 0,7 V, los diodos Schottky tienen
una tensión umbral de aproximadamente 0,2 V a 0,4 V.
La limitación más evidente del diodo de Schottky es la dificultad de conseguir resistencias
inversas relativamente elevadas cuando se trabaja con altos voltajes inversos pero el diodo
Schottky encuentra una gran variedad de aplicaciones en circuitos de alta velocidad para
computadoras donde se necesiten grandes velocidades de conmutación y mediante su poca
ca´ıda de voltaje en directo permite poco gasto de energ´ıa, otra utilización del diodo Schottky
es en variadores de alta gama para que la corriente que vuelve desde el motor al variador no
pase por el transistor del freno y este no pierda sus facultades.
25

A continuación se presenta una tabla en la cual se han reunido los diodos que se han abordado
en este trabajo de investigación.
Nombre del diodo S´ımbolo del diodo Se utiliza para
Diodo rectificador Convertir AC a DC
Diodo de señal Rectificación de alta frecuencia
Diodo Zener Referencia de tensión, regulación
Diodo túnel Osciladores de alta frecuencia
Diodo varactor Radio de sintonización y receptores de TV
Diodo PIN Diodo de conmutación de radiofrecuencia
Fotodiodo Detección de luz, conversión electromecánica
Diodo fotoemisor (LED) Indicación, display de 7 segmentos
Diodo láser Lectura, CD de escritura, DVD, etc
Diodo Schottky Rectificación de ondas métricas,
detección de pequeñas señales
4. Aplicaciones biomédicas de los diodos
Gracias a los avances de la ciencia y la técnica que han tenido lugar en los últimos años, sobre todo
en lo referido a electrónica digital, las funciones de los diodos que se fabrican hoy en d´ıa responden
a un campo de aplicaciones mucho más amplio y variado que el que realizaban las antiguas válvulas
termoiónicas. Sin embargo, el principio f´ısico de funcionamiento para los diodos semiconductores es
prácticamente el mismo para todos.
En lo que respecta al campo de la biomédica, los diodos tienen un mayor impacto en la ins-
trumentación de equipo de detección y tratamiento médico. Principalmente los diodos láser y los
fotoemisores (LED).
Las aplicaciones del láser permiten generar múltiples beneficios tanto para el paciente como pa-
ra el médico haciendo que se puedan tratar mayor número de pacientes con los mejores resultados
existentes en tiempo y recuperación y con aplicaciones en:
26

Dermatolog´ıa, cirug´ıa estética, flebolog´ıa, cirug´ıa general, cirug´ıa plástica, cirug´ıa vascular, derma-
tocosmética, flebo-estética, ginecolog´ıa, urolog´ıa, neurocirug´ıa.
En la actualidad, una tendencia en el diagnóstico médico es desarrollar nuevos métodos de
diagnóstico no invasores. Dando origen al uso de sensores infrarrojos, mismos que están compues-
tos por un emisor y un receptor, normalmente el emisor es un diodo LED infrarrojo (IRED) y
el componente receptor el fototransistor. Los sensores infrarrojos ofrecen una solución para ciertos
procedimientos de reconocimiento, por ejemplo, los de mama y de músculos. Otra aplicación médica
para los sensores infrarrojos es la medición instantánea de la temperatura del cuerpo, es decir, como
un termómetro remoto.
27

Referencias
[1] Diodos, Tipos y Aplicaciones. Morales Andrés, Hernández Camilo, Diaz C. David (Dis-
ponible en: http://www.gmun.unal.edu.co/ijaramilloj/cursos/tecnicas/exposiciones/
Exposici%C3%B3n%2001/Resumen%20Diodos.pdf)
[2] El diodo. Funcionamiento y aplicaciones. González Llobet Oriol (Disponible en:
https://www.exabyteinformatica.com/uoc/Electronica/Tecnologia_electronica_
ES/Tecnologia_electronica_ES_(Modulo_1).pdf)
[3] Elementos de electrónica. De la Peña Valencia Blanca Gisela, D´ıaz del Castillo Rodr´ıguez Felipe
(Disponible en: http://olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria/mecanica/mat/
mat_mec/m3/elementos_electronica.pdf)
[4] Circuitos con diodos. Villalba Madrid Germán, Zamora Izquierdo Miguel A.
(Disponible en: http://ocw.um.es/ingenierias/tecnologia-y-sistemas-electronicos/
material-de-clase-1/tema-2.-circuitos-con-diodos.pdf)
[5] Fundamento de diodos. Schiavon Mar´ıa Isabel (Disponible en: http://www.fceia.unr.edu.
ar/eca1/files/teorias/Diodos%20-%202012.pdf)
[6] El diodo. Sanchis Esteban, Ejea Juan B. (Disponible en: http://www.uv.es/=esanchis/cef/
pdf/Temas/A_T1.pdf)
[7] Los diodos y sus aplicaciones. Mesa Mederos Andy Willian (Disponible en: http://www.
monografias.com/trabajos-pdf/diodos-aplicaciones/diodos-aplicaciones.pdf)
[8] Aplicaciones de los diodos semiconductores. (Disponible en: http://www.icmm.csic.es/fis/
gente/josemaria_albella/electronica/5%20Aplicaciones%20diodos.pdf)
[9] Diodos. (Disponible en: http://www.sc.ehu.es/acwamurc/PED/transparencias/(6)Diodos.
pdf)
[10] DIODO LASER. Alfaros Lara Ana Gabriela, Cruz Ojeda Nestor Eduardo (Disponible en:
http://www-optica.inaoep.mx/~carlost/carlost/pdfs/Alfaro_Cruz.pdf)
[11] Diodo Avalancha. (Disponible en: https://es.scribd.com/doc/65707865/Diodo-avalancha)
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