Este documento trata sobre diodos en corriente directa (DC). Explica los conceptos básicos de la unión PN, la curva característica del diodo, y los modelos del diodo ideal, aproximación segunda y tercera. También compara las características de los diodos de silicio y germanio, y describe la capacitancia de transición y difusión en los diodos. Finalmente, incluye ejercicios de aplicación sobre circuitos con diodos.

1. DIODOS EN DC
Ing. Milagros Mejías
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2. REPASO
• Unión PN
• Corriente de difusión
• Región de agotamiento
• Corriente de desplazamiento
• Unión PN en directo
• Unión PN en inverso
• Ruptura
• Zener
• Avalancha
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3. UNIÓN P-N EN DIRECTO
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4. UNIÓN P-N EN INVERSO
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5. DIODO
Es la unión de un semiconductor de
tipo P con otro de tipo N
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6. CURVA CARACTERÍSTICA DEL
DIODO
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7. CARACTERÍSTICAS DE LOS
DIODOS DE SILICIO Y
GERMANIO
Los diodos de silicio tienen valores nominales deVPI y de
corriente más altos e intervalos de temperatura más
amplios que los diodos de germanio.
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Silicio Germanio
VPI 1000 V 400 V
Vumbral 0.7 V 0.3 V
Temp. max 200C 100C

8. COMPARACIÓN ENTRE EL DIODO
DE SILICIO Y EL DE GERMANIO
8

9. 9

10. RESISTENCIA DEL DIODO
A medida que el punto de operación de un diodo se
mueve desde una región a otra, la resistencia del
diodo cambiará debido a la forma no lineal de la
curva característica.
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11. RESISTENCIA ESTÁTICA O DC
Se obtiene al aplicar voltaje directo, el punto de
operación no cambia con el tiempo.
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V
I
VD
ID Q
D
D
D
I
V
R 

12. RESISTENCIA DINÁMICA O AC
Se obtiene al aplicar un voltaje alterno
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V
I
VD
Q
I
V
rD




13. CAPACITANCIA DE
TRANSICIÓN Y DIFUSIÓN
En la región de polarización inversa tenemos
la capacitancia de la región de agotamiento o
transición CT.
En la polarización directa tenemos la
capacitancia de difusión CD
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14. CAPACITANCIA DE TRANSICIÓN
En la región de polarización inversa hay una
región de agotamiento (libre de portadores)
que en esencia se comporta como un
aislador entre las capas de carga opuesta.
La región de agotamiento aumentará con el
incremento de potencial de polarización
inversa y por lo tanto la capacitancia de
transición disminuirá porque d aumenta.
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15. CAPACITANCIA DE TRANSICIÓN
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d
A
CT
*

Donde:
ε constante de permitividad
A área entre las placas
d distancia entre las placas
V
+
-
++
+
+
+ ++
+ ++
+
--
-
-
-
- -
- -
-
-
NP - Vo +
d

16. CAPACITANCIA DE DIFUSIÓN
Cuando el diodo está polarizado en sentido directo
cierta cantidad de exceso de carga de portadores
minoritarios se almacenan en la mayor parte de cada
una de las regiones p y n.
Si cambia el voltaje, cambia la cantidad de carga
almacenada hasta que se llega a un nuevo estado
estable.
Este fenómeno de carga y almacenamiento da lugar a
otro efecto capacitivo.
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17. CAPACITANCIA DE DIFUSIÓN
La capacitancia de difusión se define como:
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I
V
t
C
dV
dQ
C
D
D



18. CAPACITANCIA DE
TRANSICIÓN Y DIFUSIÓN
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DirectoInverso
CDCT
Voltaje
Capacitancia

19. MODELOS DE DIODOS
Existen tres aproximaciones para el diodo,
cada una de ellas es útil en ciertas
condiciones:
• Primera aproximación (diodo ideal)
• Segunda aproximación
• Tercera aproximación
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20. PRIMERA APROXIMACIÓN
• Se utiliza esta aproximación cuando la magnitud de la
señal de trabajo es mucho mayor que 0.7V o cuando
se quiere obtener respuestas rápidas, es muy utilizada
en la detección de fallas.
• El diodo ideal se comporta como un cortocircuito
cuando está polarizado en directo y como un circuito
abierto cuando está polarizado en inverso.
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21. DIODO IDEAL
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VD
ID
Polarizado en directo
Polarizado en inverso
Diodo Ideal

22. SEGUNDA APROXIMACIÓN
En esta aproximación se toma en cuenta el valor deVo, el cual
es 0,7V para el diodo de silicio y 0,3V si el diodo es de
germanio. El diodo no conduce hasta que se supere este
voltaje.
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VD
ID
Polarizado en directo
Polarizado en inverso
Vo
Vo

23. TERCERA APROXIMACIÓN
En esta aproximación se toma en cuenta la resistencia
interna del diodo.
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VD
ID
Polarizado en directo
Polarizado en inverso
Vo
Vo
rD
rI

24. CURVA DEL DIODO REAL
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I es la corriente que atraviesa el diodo
VD es la tensión del diodo.
IS es la corriente de saturación inversa
q es la carga del electrón (1.6 * 10 − 19 coulomb)
T es laTemperatura absoluta
k es la constante de Boltzmann (1.38 x 10 –23 J/K)
n es el coeficiente de emisión, vale 1 (para el
germanio) y del orden de 2 (para el silicio).
El término VT = kT/q =T/11600 es la tensión debida a
la temperatura, del orden de 26 mV a temperatura
ambiente (300 K ó 27 ºC).

25. EJERCICIOS
1. Para el siguiente circuito, determine voltaje y corriente
en la resistencia R, usando los siguientes modelos para
el diodo.
a) Diodo ideal
b) Diodo de Germanio
c) Diodo de Silicio, rD=15Ω y rI=200MΩ
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D1
DIODE_VIRTUAL
V1
10 V
R1
1kOhm

26. EJERCICIOS
1. Invierta el diodo en el circuito anterior, calcule voltaje y
corriente en la resistencia R usando los mismos
modelos del diodo.
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27. EJERCICIOS
CalculeVR2
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V1
12 V
R1
2kΩ
D1
Si
D2
Ge rd=500, ri=2M
R2
2kΩ
V2
12 V
D3
D4
Ge
R3
2kΩ
SoluciónVR2 = 7.32V