Diodos

1. Diodos
Características de diodos principales

2. El diodo
Un diodo es un componente electrónico de dos De forma simplificada, la curva característica de
terminales que permite la circulación de la un diodo (I-V) consta de dos regiones: por
corriente eléctrica a través de él en un debajo de cierta diferencia de potencial, se
sentido. Este término generalmente se usa comporta como un circuito abierto (no
para referirse al diodo semiconductor, el más conduce), y por encima de ella como un circuito
común en la actualidad; consta de una pieza cerrado con una resistencia eléctrica muy
de cristal semiconductor conectada a dos pequeña. Debido a este comportamiento, se les
terminales eléctricos. El diodo de vacío (que suele denominar rectificadores, ya que son
actualmente ya no se usa, excepto para dispositivos capaces de suprimir la parte
tecnologías de alta potencia) es un tubo de negativa de cualquier señal, como paso inicial
vacío con dos electrodos: una lámina como para convertir una corriente alterna en corriente
ánodo, y un cátodo. continua. Su principio de funcionamiento está
basado en los experimentos de Lee De Forest
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3. Diodo Zener
Introducción
Hemos visto que un diodo semiconductor normal puede
estar polarizado tanto en directa como inversamente.
 En directa se comporta como una pequeña resistencia.
 En inversa se comporta como una gran resistencia.
Veremos ahora un diodo de especiales características que
recibe el nombre de diodo zener
El diodo zener trabaja exclusivamente en la zona de
característica inversa y, en particular, en la zona del
punto de ruptura de su característica inversa. Esta
tensión de ruptura depende de las características de
construcción del diodo, se fabrican desde 2 a 200 voltios.
Polarizado en directa actúa como un diodo normal y por
tanto no se utiliza en dicho estado.
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4. Curva Característica de diodo zener
Tres son las características que diferencian a los diversos
diodos Zener entre si:
 Tensiones de polarización inversa. conocida como
tensión zener, Es la tensión que el zener va a mantener
constante.
 Corriente mínima de funcionamiento. Si la corriente
a través del zener es menor, no hay seguridad en que el
Zener mantenga constante la tensión en sus bornas.
 Potencia máxima de disipación. Puesto que la
tensión es constante, nos indica el máximo valor de la
corriente que puede soportar el Zener.
Por tanto el Zener es un diodo que al polarizarlo
inversamente mantiene constante la tensión en sus
bornas a un valor llamado tensión de Zener, pudiendo
variar la corriente que lo atraviesa entre el margen de
valores comprendidos entre el valor mínimo de
funcionamiento y el correspondiente a la potencia de
zener máxima que puede disipar. Si superamos el valor de
esta corriente el zener se destruye.
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5. Características técnicas
El diodo zener viene caracterizado por:
1. Tensión Zener Vz.
2. Rango de tolerancia de Vz. (Tolerancia: C:
±5%)
3. Máxima corriente Zener en polarización
inversa Iz.
4. Máxima potencia disipada.
5. Máxima temperatura de operación del
zener.
Ficha técnica de un tipo de diodo zener
desarrollada por la corporación privada
Bourns, Inc.
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6. Diodo rectificador
Introducción
Un diodo rectificador es uno de los Durante la fabricación de los diodos
dispositivos de la familia de los diodos rectificadores, se consideran tres factores: la
más sencillos. El nombre diodo frecuencia máxima en que realizan correctamente
rectificador” procede de su su función, la corriente máxima en que pueden
aplicación, la cual consiste en separar conducir en sentido directo y las tensiones directa
los ciclos positivos de una señal de e inversa máximas que soportarán.
corriente alterna. Una de las aplicaciones clásicas de los diodos
Si se aplica al diodo una tensión de rectificadores, es en las fuentes de alimentación;
corriente alterna durante los medios aquí, convierten una señal de corriente alterna en
ciclos positivos, se polariza en forma otra de corriente directa.
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.
Símbolo del diodo
rectificador
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7. Características del diodo rectificador
 Tensión inversa de ruptura: la tensión inversa de ruptura es la máxima tensión en sentido
inverso que puede soportar un diodo sin entrar en conducción; esta tensión para un diodo
rectificador es destructiva, por ello cuando se diseña un circuito siempre se utiliza un factor de
seguridad que no está determinado, sino que depende del diseñador, así por ejemplo, si la hoja
de características de un diodo expresa un valor para la tensión inversa de ruptura de 80 V, un
diseñador muy conservador puede utilizar un factor de seguridad de 2. El diodo no soportará, en
ningún caso, tensiones inversas superiores a 40 V.
 Corriente máxima de polarización directa: es el valor medio de corriente para el cual el
diodo se quema debido a una excesiva disipación de potencia. Este valor nunca se debe
alcanzar, por ello, al igual que en el caso de la tensión inversa de ruptura se utiliza en diseño un
factor de seguridad que suele ser 2. Este valor está expresado en la hoja de características del
diodo referido a alimentación monofásica, carga resistiva, 50 o 60 Hz y a 75 ºC de temperatura.
 Caída de tensión con polarización directa: esta medida se realiza con una señal alterna y
se obtiene la caída de tensión con polarización directa, para un valor determinado de corriente y
una temperatura de 25 ºC.
 Corriente inversa máxima: es la corriente con polarización inversa para una tensión
continua determinada que viene indicada en la hoja de características del diodo. El valor de la
corriente inversa se da para diferentes temperatura.
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8. Características técnicas
Ficha técnica de un tipo de diodo rectificador de alta tension
desarrollada por la corporación privada Bourns, Inc. 8

9. Diodo LED
Introducción
Este tipo de diodos es muy popular, sino, veamos
cualquier equipo electrónico y veremos por lo menos 1 ó
más diodos led. Podemos encontrarlos en diferentes
formas, tamaños y colores
diferentes. La forma de operar de un led se basa en la
Símbolo del diodo LED
recombinación de portadores mayoritarios en la capa de
barrera cuando se polariza una unión Pn en sentido
directo. En cada recombinación de un electrón con un
hueco se libera cierta energía. Esta energía, en el caso
de determinados semiconductores, se irradia en forma
de luz, en otros se hace de forma térmica.
Dichas radiaciones son básicamente monocromáticas
(sin color). Por un método de "dopado" del material
semiconductor se puede afectar la energía de radiación
del diodo.
El nombre de LED se debe a su abreviatura en ingles (
Light Emmiting Diode )
Además de los diodos led existen otros diodos con
diferente emisión, como la infrarroja, y que responden a
la denominación IRED (Diodo emisor de infra-rojos). 9

10. Características del diodo LED
Dimensiones y color del diodo
Actualmente los LED tienen diferentes tamaños, formas y colores. Tenemos LED
redondos, cuadrados, rectangulares, triangulares y con diversas formas.
Los colores básicos son rojo, verde y azul, aunque podemos encontrarlos naranjas, amarillos
incluso hay un Led de luz blanca. Las dimensiones en los LED redondos son 3mm, 5mm, 10mm y
uno gigante de 20mm
Ángulo de vista
Esta característica es importante, pues de ella depende el modo de observación del Led, es decir, el
empleo práctico de aparato realizado.
Luminosidad
La intensidad luminosa en el eje y el brillo están intensamente relacionados. Tanto si el Led es
puntual o difusor, el brillo es proporcional a la superficie de emisión. Si el Led es puntual, el punto
será más brillante, al ser una superficie demasiado pequeña. En uno difusor la intensidad en el eje
es superior al modelo puntual.
Consumo
El consumo depende mucho del tipo de LED que elijamos. 10

11. Características del diodo LED
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12. Diodo Schottky
El diodo Schottky o diodo de barrera
Schottky, llamado así en honor del físico alemán Walter
H. Schottky, es un dispositivo semiconductor que
proporciona conmutaciones muy rápidas entre los
estados de conducción directa e inversa (menos de 1ns
en dispositivos pequeños de 5 mm de diámetro) y muy
bajas tensiones umbral (también conocidas como
tensiones de codo, aunque en inglés se refieren a ella
como "knee", o sea, de rodilla). La tensión de codo es la
diferencia de potencial mínima 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 haría regularmente.
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13. Características del diodo Schottky
La alta velocidad de conmutación permite rectificar señales de muy
altas 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— de0,7 V, los diodos Schottky tienen
una tensión umbral de aproximadamente 0,2V a 0,4 V
empleándose, por ejemplo, como protección de descarga de células
solares con baterías de plomo ácido.
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 caída de voltaje en directo
permite poco gasto de energía.
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14. Diodo Túnel
Introducción
El Diodo túnel 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 característica corriente-tensión.
La presencia del tramo de resistencia negativa permite su
utilización como componente activo
(amplificador/oscilador).
También se conocen como diodos Esaki, en honor del
hombre que descubrió que una fuerte contaminación con
impurezas podía causar un efecto de tunelización de los
portadores de carga a lo largo de la zona de agotamiento
en la unión. Una característica 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.
Esencialmente, este diodo es un dispositivo de baja
potencia para aplicaciones que involucran microondas y
que están relativamente libres de los efectos de la
radiación.
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15. Curva características del diodo túnel
 Cuando se aplica una pequeña tensión, el diodo tunnel empieza
a conducir (la corriente empieza a fluir).
 Si se sigue aumentando esta tensión la corriente aumentará
hasta llegar un punto después del cual la corriente disminuye.
 La corriente continuará disminuyendo hasta llegar al punto
mínimo de un "valle" y después volverá a incrementarse. En esta
ocasión la corriente continuará aumentando conforme aumenta la
tensión.
Este comportamiento de la corriente en función de la tensión en el diodo tunnel se puede ver en el
siguiente gráfico.
• Vv: Tensión de valle
• Vp: Tensión pico
• Ip: Corriente pico
• Iv: Corriente de valle
La región en el gráfico en que la corriente disminuye cuando la tensión aumenta (entre Vp yVv) se
llama "zona de resistencia negativa "Los diodos tunnel tienen la cualidad de pasar entre los niveles
de corriente Ip e Iv muy rápidamente, cambiando de estado de conducción al de no conducción 15
incluso más rápido que los diodos Schottky.

16. Diodo Varicap
Introducción
Diodo de capacidad variable, esto es el diodo varicap, también llamado
Varactor. Este diodo forma una capacidad en los extremos de la union PN, que
resulta de utilidad, cuando se busca utilizar esa capacidad en provecho del
circuito en el cual debe de funcionar el diodo.
Cuando polarizamos un varicap de forma directa, observamos que además de
las zonas constitutivas de la capacidad que buscamos, en paralelo con ellas
aparece una resistencia de muy bajo valor óhmico, conformando con esto un
capacitor de pérdidas muy elevadas. En cambio si lo polarizamos en sentido
inverso, la resistencia en paralelo mencionada, es de un valor relativamente
alto, dando como resultado que el diodo se comporte como un capacitor de
pérdidas bajas.
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17. Características, relación tensión-capacitancia
Los diodos varactores o varicap han sido diseñados de manera que
su funcionamiento sea similar al de un capacitador y tengan una
característica capacitancia-tension dentro de límites razonables.
En el gráfico a la derecha se muestran las similitudes entre un diodo
y un capacitor.
Debido a la recombinación de los portadores en el diodo, una zona
de agotamiento se forma en la juntura.
Esta zona de agotamiento actúa como un dieléctrico (aislante), ya
que no hay ninguna carga y flujo de corriente
Las áreas exteriores a la zona de agotamiento si tienen portadores de carga (área semiconductor).
Se puede visualizar sin dificultad la formación de un capacitor en el diodo (dos materiales
semiconductores deparados por un aislante).
La amplitud de la zona de agotamiento se puede ampliar incrementando la tensión inversa aplicada
al diodo con una fuente externa. Esto causa que se aumente la separación (aislante) y separa más
las áreas semiconductoras. Este último disminuye la capacitancia.
Entonces 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 17

18. Fuentes de información
•http://www.ifent.org/lecciones/zener/default.asp
•http://www.circuitosimpresos.org/2008/06/02/diodos/
•http://ladelec.com/teoria/informacion-tecnica/321-diodos-rectificadores
•http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo
•http://es.scribd.com/doc/20497857/TIPOS-DE-DIODOS
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