fisica electronica

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DIODOS

2. DIODO
Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la
circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido. Este
término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más
común en la actualidad; consta de una pieza de
cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos. El diodo de
vacío (que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologías de alta
potencia) es un tubo de vacío con dos electrodos: una lámina como ánodo, y
un cátodo.
Existen varios tipos de diodos que asimismo, cumplen una variedad de
funciones, en esta ocasión hablaremos de los de uso más común
utilizados en los circuitos electrónicos y eléctricos.
Tipo Semiconductor
Principio de
funcionamiento
Efecto Edison
Fecha de
invención
John Ambrose
Fleming(1904)
Símbolo electrónico

3. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Como todos los componentes electrónicos, los diodos poseen propiedades que
les diferencia de los demás semiconductores. Es necesario conocer estas.
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. .
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

4. Diodo Schottky
El diodo schottky tiene una unión Metal-N.
Estos diodos se caracterizan por su velocidad de conmutación, una baja caída de
Voltaje uando están polarizados en directo (típicamente de 0.25 a 0.4 voltios).
El diodo Schottky está más cerca del diodo ideal que el diodo emiconductor
común pero tiene algunas características que hacen imposible su utilización en
aplicaciones de potencia.
Estas son:
- El diodo Schottky tiene poca capacidad de conducción de corriente en directo
(en sentido de la flecha).
Esta característica no permiten que sea utilizado como diodo rectificador. Hay
procesos de rectificación (por ejemplo fuentes de alimentación) en que la
cantidad de corriente que tienen que conducir en sentido directo es bastante
grande.
- El diodo Schottky no acepta grandes voltajes que lo polaricen inversamente
(VCRR).
El proceso de rectificación antes mensionado también requiere que la tensión
inversa que tiene que soportar el diodo sea grande.
Sin embargo el diodo Schottky encuentra gran cantidad de aplicaciones n circuitos
de alta velocidad como en computadoras, donde se necesitan grandes
velocidades de conmutación y su poca caída de voltaje en directo ausa poco
gasto de energía.

6. Diodo Zener
El diodo zener es un tipo especial de diodo, que siempre se utiliza polarizado
inversamente.
Recordar que los diodos comunes, como el diodo rectificador (en donde se
aprovechan sus características de polarización directa y polarización inversa),
conducen siempre en el sentido de la flecha.

8. Diodo rectificador
Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodos más
sencillos. El nombre diodo rectificador” procede de su aplicación, la cual
consiste en separar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna.
Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos
positivos, se polariza en forma 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.
Durante la fabricación de los diodos rectificadores, se consideran tres factores:
la frecuencia máxima en que realizan correctamente su función, la corriente
máxima en que pueden conducir en sentido directo y las tensiones directa e
inversa máximas que soportarán.
Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes
de alimentación; aquí, convierten una señal de corriente alterna en otra de
corriente directa.

10. Diodo Varicap
Todos los diodos cuando están polarizados en sentido
opuesto tienen una capacitancia que aparece entre sus
terminales.
Los diodos varactores o varicap han sido diseñados de
manera que su funcionamiento sea similar al de un
capacitador y tengan una característica capacitancia-
tensión dentro de límites razonables
En el siguiente gráfico se muestra 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

12. Diodo Tunnel
El diodo Tunnel se comporta de una manera muy interesante conforme se le va aumentando una
tensión aplicada en sentido directo.
- 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.
- Vp: Tensión pico
- Vv: Tensión de valle
- Ip: Corriente pico
- Iv: Corriente de valle
La región en el gráfico en que la
corriente disminuye cuando la
tensión aumenta (entre Vp y Vv)
se llama zona de resistencia
negativa

13. Este comportamiento de la corriente en función de la tensión en el diodo
tunnel se puede ver en el siguiente gráfico.
- Vp: Tensión pico
- Vv: Tensión de valle
- Ip: Corriente pico
- Iv: Corriente de valle
La región en el gráfico en que la corriente disminuye cuando la tensión
aumenta (entre Vp y Vv) 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 incluso más rápido que los diodos Schottky.
Desgraciadamente, este tipo de diodo no se puede utilizar como rectificador
debido a que tiene una corriente de fuga muy grande cuando están
polarizados en reversa.
Así estos diodos sólo encuentran aplicaciones reducidas como en circuitos
osciladores de alta frecuencia.