El documento describe el funcionamiento y aplicaciones del diodo. Brevemente: (1) Los diodos permiten el paso de corriente en una sola dirección debido a la unión entre materiales P y N. (2) En polarización directa la corriente fluye, mientras que en inversa solo fluye una pequeña corriente de saturación. (3) Los diodos se usan como conmutadores, rectificadores, recortadores y en otros circuitos.

1. Funcionamiento del diodo.
• El funcionamiento de los materiales extrínsecos permite estudiar el
funcionamiento del diodo y las diferentes aplicaciones en las que se puede
utilizar.
Material P Material N
Iones negativos
Iones positivos
El espacio que hay en la
unión de los materiales se
conoce como región de
vaciamiento y tiene una
intensidad del campo
eléctrico de 0.7V (Si) o de
0.3V (Ge)
Los Iones tratan de recombinarse para completar sus
capas de valencia pero no logran hacerlo formando
un capacitor con un campo eléctrico.
En este caso no se tiene una fuente de
voltaje externo por lo que la corriente
neta que circula es igual a CERO

2. Polarización directa.
• Se le aplica una diferencia de potencial conectando el polo positivo al
material P y el polo negativo al material N.
Material P Material N
El valor de la región de estrechamiento disminuye de
tal forma que permite que los iones se recombinen
de manera libre generando un flujo de portadores
mayoritarios.
Los portadores mayoritarios se
obtienen de un material extrínseco
dopado en exceso produciendo una
densidad mayor de iones.
Mientras el voltaje de la fuente sea
mayor al que se encuentra en la
zona de estrechamiento el diodo
conducirá corriente eléctrica.
El dispositivo funciona como un
switch que cierra el circuito y permite
el paso de corriente
El dispositivo se representa como un
corto circuito o un switch cerrado y
su símbolo indica el flujo de los
portadores mayoritarios.

3. Polarización inversa.
• Se le aplica una diferencia de potencial conectando el polo positivo al
material N y el polo negativo al material P.
Material P Material N
El valor de la región de estrechamiento aumenta de
tal forma que sólo se genere un flujo de portadores
minoritarios por el acumulamiento de cargas
Los portadores mayoritarios se
obtienen de un material extrínseco
dopado en exceso produciendo una
densidad mayor de iones.
Conforme se aumente el voltaje
inverso y a la acumulación de iones
se producirá un flujo mayor de
portadores minoritarios debido al
efecto avalancha dañando al
dispositivo.
El valor de la corriente debida a los
portadores minoritarios es de muy
poco valor.
El dispositivo se representa como un
circuito abierto o un switch abierto.
No hay flujo de portadores
mayoritarios solo de portadores
minoritarios.

4. Curva característica del diodo de conmutación
• Las características de funcionamiento anteriores se resumen de manera gráfica en lo que se
conoce como curva característica del dispositivo.
Corriente de saturación inversa
debida a los portadores
minoritarios representada como
IS
Cuando se sobrepasa el valor del
voltaje de la unión VD la
corriente aumenta de manera
exponencial.
Se presenta el fenómeno de
avalancha en la unión
provocando que la corriente
aumente de manera
exponencial.
Eje que representa el valor del
voltaje entre las terminales del
diodo en volts.
Eje que representa el valor de la
corriente que circula por el
diodo en miliamperes.
La ecuación general que describe todo el
comportamiento del diodo es:
)1(  kT
kV
SD eII

5. APLICACIONES DEL DIODO.
• Diodos de conmutación: Utilizados como switch o protecciones de
sobrecorriente.
• Diodos rectificadores: Permiten convertir una señal alterna en una
señal continua.
• Diodos recortadores: Permiten seccionar o recortar una sección
determinada de una señal alterna.
• Diodos sujetadores: Se utilizan en combinación con capacitores que
permiten cambiar la referencia de una señal o sus ciclos.
• Diodos de potencia: Diseñados para trabajar con intensidades de
corriente de gran valor.
• Diodos SCR: Son tiristores que su función es rectificar controlados
por una compuerta que indica cuando realizan su función.
• Diodos emisores de luz: Conocidos como LED, se utilizan para emitir
luz aunque no son precisamente diodos construidos en silicio.

6. Características importantes del diodo
• De la ecuación general del diodo tenemos
k= 11,600/η; donde η
es igual a 1 para el Ge y
2 para el Si abajo del
punto de inflexión de la
curva del diodo. Es igual
a 1 para ambos
materiales a valores
mayores de corriente.
Representa la
temperatura ambiente
a la que se encuentra el
diodo en grados Kelvin.
Corriente de saturación
inversa que se
encuentra afectada por
la temperatura en una
proporción que se
duplica por cada 10
grados Celsius.
Representa el valor de
la corriente que circula
a través del diodo.

7. Resistencia en el diodo.
• Debido a que en el diodo circulan dos tipos de corriente se tienen dos tipos de resistencia:
ID
VD
Resistencia estática debida a la
corriente del diodo y el voltaje de
polarización.
Variación del punto de operación
debido a la señal de ac introducida.
Para calcular la resistencia dinámica
le aplicamos la primera derivada a
la ecuación general del diodo
Obteniendo
D
d
I
mV
r
26


8. Circuitos equivalentes del diodo
(Modelos)
ID
VD
Modelo ideal o
conmutador simple.
Modelo con fuente
o simplificado.
ID
VD
Modelo con fuente
y resistencia
dinámica completo
ID
VD