Este documento describe el funcionamiento de los diodos semiconductores. Explica que los diodos constan de dos partes, N y P, separadas por una unión. Funcionan dejando pasar la corriente en una dirección pero no en la otra. Una aplicación importante es la rectificación de corriente alterna a continua usada para alimentar dispositivos electrónicos.

1. DIODOS SEMICONDUCTORES
PARTE 1
Clase 13-Octubre-2014

2. Diodos Semiconductores
• El diodo semiconductor es el dispositivo
semiconductor más sencillo y se puede
encontrar, prácticamente en cualquier circuito
electrónico.
• Los diodos se fabrican en versiones de silicio
(la más utilizada) y de germanio.

3. Símbolo del diodo

4. Diodos Semiconductores
• Los diodos constan de dos partes, una llamada
N y la otra llamada P, separados por una
juntura llamada barrera o unión.
• Esta barrera o unión es de 0.3 voltios en el
diodo de germanio y de 0.6 voltios
aproximadamente en el diodo de silicio.

5. Principio de Operación de un diodo
• El semiconductor tipo N tiene electrones libres (exceso de electrones) y el
semiconductor tipo P tiene huecos libres (ausencia o falta de electrones)
• Cuando una tensión positiva se aplica al lado P y una negativa al lado N,
los electrones en el lado N son empujados al lado P y los electrones fluyen
a través del material P mas allá de los límites del semiconductor.
• De igual manera los huecos en el material P son empujados con una
tensión negativa al lado del material N y los huecos fluyen a través del
material N.
• En el caso opuesto, cuando una tensión positiva se aplica al lado N y una
negativa al lado P, los electrones en el lado N son empujados al lado N y
los huecos del lado P son empujados al lado P. En este caso los electrones
en el semiconductor no se mueven y en consecuencia no hay corriente

6. Principio de Operación de un diodo
• El diodo se puede hacer trabajar de 2 maneras
diferentes:
• Polarización directa
• Es cuando la corriente que circula por el diodo sigue
la ruta de la flecha (la del diodo), o sea del ánodo al
cátodo.
• En este caso la corriente atraviesa el diodo con
mucha facilidad comportándose prácticamente como
un corto circuito.

7. Principio de Operación de un diodo
• Polarización Inversa
• Es cuando la corriente en el diodo desea
circular en sentido opuesto a la flecha (la
flecha del diodo), o sea del cátodo al ánodo.
• En este caso la corriente no atraviesa el diodo,
y se comporta prácticamente como un circuito
abierto.

8. Principio de Operación de un diodo
• Nota: El funcionamiento antes mencionado
se refiere al diodo ideal, esto quiere decir que
el diodo se toma como un elemento perfecto
(como se hace en casi todos los casos), tanto
en polarización directa como en polarización
inversa.

9. Aplicaciones de diodos
• Los diodos tienen muchas aplicaciones, pero
una de la más comunes es el proceso de
conversión de corriente alterna (C.A.) a
corriente continua (C.C.). En este caso se
utiliza el diodo como rectificador.

10. Rectificador de media onda. Fuente no regulada
• Proceso de rectificación
• La corriente y voltaje que las compañías
distribuyen a nuestras casas, comercios u
otros es corriente alterna. Para que los
artefactos electrónicos que allí tenemos
puedan funcionar adecuadamente, la
corriente alterna debe de convertirse en
corriente continua.

11. Rectificador de media onda. Fuente no regulada
• Para realizar esta operación se utilizan diodos
semiconductores que conforman circuitos
rectificadores. Inicialmente se reduce el voltaje
de la red (110 / 220 voltios AC u otro) a uno más
bajo como 12 o 15 Voltios AC con ayuda de un
transformador. A la salida del transformador se
pone el circuito rectificador.
• La tensión en el secundario del transformador es
alterna, y tendrá un semiciclo positivo y uno
negativo

12. Polarización del diodo en sentido
directo
• Durante el semiciclo positivo el diodo queda polarizado
en directo, permitiendo el paso de la corriente a través
de él. Ver gráfico.
• Si el diodo es considerado como ideal, este se
comporta como un cortocircuito, (ver gráfico),
entonces toda la tensión del secundario aparecerá en
la resistencia de carga.

13. Polarización del diodo en sentido
inverso
• Durante el semiciclo negativo, la corriente
entregada por el transformador querrá circular en
sentido opuesto a la flecha del diodo. Si el diodo
es considerado ideal entonces este actúa como
un circuito abierto y no habrá flujo de corriente,
• La forma de onda de salida de un rectificador de
1/2 onda será como se muestra en la siguiente
figura.

14. Polarización del diodo en sentido
inverso