Caracteristicas de algunos tipos de diodos como Zener, Led, Varicap, Laser y Schottky

1. FISICA ELECTRONICAIV CICLO
Teódulo Andrés Bambarén Alcalá
DIODOS
Y SUS CARACTERISTICAS

2. En la actualidad, casi la totalidad de los equipos y dispositivos electrónicos
que utilizamos cotidianamente incluyen en sus circuitos varios tipos
diferentes de “semiconductores” de estado sólido, entre los que se
encuentran los “diodos”, elementos imprescindibles para que todos esos
equipos puedan funcionar. Sin embargo, antes del uso masivo de esos
pequeños elementos tal como lo conocemos hoy en día, durante la
primera mitad y principios de la segunda mitad del siglo pasado era muy
común emplear “válvulas electrónicas de vacío” en los circuitos
electrónicos analógicos de radios, televisores y otros dispositivos
domésticos e industriales.
Hoy en día las mismas funciones de rectificación y detección de corrientes
alternas, así como muchas otras funciones más, se realizan empleando
diodos semiconductores de estado sólido, fabricados en su mayoría a
partir del cristal de silicio (Si).

3. Estos semiconductores de uso tan común en la actualidad, poseen la
ventaja sobre las antiguas válvulas termoiónicas de tener un tamaño
muchísimo más pequeño, poseer muy poco peso, no requerir del
calentamiento del cátodo para que se efectúe la emisión electrónica y
tener un costo de fabricación y precio de venta al usuario muchísimo más
bajo.
En resumen el Diodo es un componente electrónico que permite el paso
de la corriente en un solo sentido. La flecha de la representación
simbólica muestra la dirección en la que fluye la corriente.

4. Relación de los algunos tipos de diodos que son
más utilizados dentro de los circuitos
electrónicos:
• Diodos Zener.
• Diodos Led.
• Diodos Varicap.
• Diodos Laser .
• Diodos Schottky.

5. Tipo de diodo semiconductor diseñado para trabajar en polarización
inversa y con corrientes más elevadas que las admitidas por los diodos
comunes. Esa característica evita que este diodo se destruya cuando
alcanza el punto denominado “tensión de ruptura”, cuestión que
ocurriría si se empleara un diodo normal en determinados circuitos. El
diodo Zener posee un amplio uso como regulador de tensión o voltaje,
ya que permite mantener en todo momento los valores constantes de
tensión en los circuitos electrónicos donde se emplea.

6. FUNCIONES:
1. Alta fiabilidad.
2. Característica inversa muy fuerte .
3. Bajo nivel de corriente inversa.
4. Vz tolerancia +/- 5%
APLICACIONES
Estabilización de la tensión

7. VALORES MAXIMOS ABSOLUTOS:
Parámetros
Condiciones
de ensayo
Símbolo Valor Unidad
Disipación de potencia Tamb = 50? Pv 1 W
Z – actual Iz Pv/Vz mA
Temperatura de la unión Tj 200 ?
Rango de temperatura de
Almacenamiento
Tstg 65+175 ?
Parámetros
Condiciones de
ensayo
Símbolo Valor Unidad
Ambiente de la unión I = 9.5 mm (3/8”) TL
= constante
RthJA 100 K/W
MAXIMA RESISTENCIA TERMICA:

8. CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS:
Parámetros
Condiciones
de ensayo
Simbolo Valor Unidad
Tensión directa IF = 220 mA VF 1.2 V

9. Light Emitting Diode, (que en español significa
Diodo Emisor de Luz) y como su nombre indica,
este diodo emite luz al igual que una lámpara
pequeña cuando se conectan a la corriente
eléctrica. En la actualidad tienen amplio uso
como pilotos o testigos indicadores del
funcionamiento de diferentes equipos,
dispositivos, y aparatos eléctricos y
electrónicos; en lámparas de linternas, en
luminarias para alumbrado público de calles, en
semáforos de control de tráfico, en luces de
posición y cruce de los coches, en alumbrado
doméstico, en paneles publicitarios y hasta en
las pantallas de los últimos modelos de
televisores que sustituirán en lo adelante a las
hasta ahora populares pantallas planas LCD-TFT
y de plasma

10. Las aplicaciones del LED son numerosas y diversas, se encuentran en todo
tipo de indicadores de estado y paneles informativos, además de el
alumbrado de las pantallas de cristal liquido y en los móviles. Actualmente
el uso de los LED se está expandiendo sobre todo en la iluminación
relacionada con la señalización de tráfico, ya sea tanto en las señales, como
en los faros de los vehículos.
Dentro de los diodos LED podemos encontrar los diodos que emiten luz
ultravioleta, los denominados LED UV y también podemos encontrar los
LED de luz infrarroja, denominados IRED, que son los utilizados en mandos
a distancia y controles remotos.
Tenemos que tener en cuenta, que no todos los diodos LEDs tiene las
mismas características, por lo que no tendrán la misma resistencia
limitadora. Si no tenemos acceso a la ficha técnica del diodo que usemos,
en la siguiente diapositiva se muestra una tabla con las características de
algunos tipos de diodos LEDs y los cálculos realizados para tensiones de 5v
y 12v.

11. Tablas con los cálculos de diferentes
resistencias limitadoras de intensidad.
TABLA DE CARACTERÍSTICAS GENERALES DE
LOS LEDs

12. Diodo Varicap, también llamado diodo de
capacidad variable, es un diodo
semiconductor cuya característica principal
es la de obtener una capacidad que depende
de la tensión inversa aplicada a él . Es un
dispositivo semiconductor que puede
controlar su valor de capacidad en términos
de la tensión aplicada en polarización
inversa. Esto es, cuando el diodo se polariza
inversamente no circula corriente eléctrica a
través de la unión; la zona de deplexión actúa
como el dieléctrico de un capacitor y las
secciones de semiconductor P y N del diodo
hacen las veces de las placas de un capacitor.

13. CARACTERÍSTICAS DEL VARICAP
La capacidad que alcanza el capacitor que se forma, es del orden de los pico o
nanofaradios.
Cuando varía la tensión de polarización inversa aplicada al diodo, aumenta o
disminuye de igual forma la zona de deplexión.
En un diodo, esto equivale a acercar o alejar las placas de un capacitor.
Controlan mediante la tensión que se les aplica; por lo que el cambio de
capacidad se puede hacer mediante otro circuito de control, ya sea digital o
analógico.
UTILIDAD DEL DIODO VARICAP
Las aplicaciones de los varicap son la mayoría de las veces en circuitos
resonantes, los cuales permiten seleccionar una señal de una frecuencia
específica, entre muchas señales de diferentes valores.
Utilidad del Diodo Varicap

14. FUNCIONES:
Linealidad excelente.
Paquete plástico SMD muy pequeño.
C28: 1.9 pF; proporción: 10.
Series de baja resistencia
APLICACIONES
Sintonía electrónica Tv con sintonía UHF.
Conceptos de Radio con conversión
ascendente.
VCO.
DESCRIPCION
La BB135 es un diodo de capacidad variable, fabricado en tecnología planar, y
se encapsula en el SOD323 paquete plástico SMD muy pequeño.
El tipo adaptado, BB134 tiene la misma especificación.

16. El diodo Schottky también llamado de barrera, en
lugar de construirse a partir de dos cristales
semiconductores de unión tipo p-n, utiliza un metal
como el aluminio (Al) o el platino (Pt) en contacto
con un cristal semiconductor de silicio (Si) menos
dopado que el empleado en la fabricación de un
diodo normal.
Esta unión le proporciona características de conmutación muy rápida durante
los cambios de estados que ocurren entre la polarización directa y la inversa,
lo que posibilita que pueda rectificar señales de muy altas frecuencias, así
como suprimir valores altos de sobrecorriente en circuitos que trabajan con
gran intensidad de corriente.
Los diodos Schottky se emplean ampliamente en la protección de las
descargas de las celdas solares en instalaciones provistas de baterías de
plomo-ácido, así como en mezcladores de frecuencias entre 10 MHz y 1000
GHz instalados en equipos de telecomunicaciones.

17. Características
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— de 0,7 V, los diodos Schottky
tienen una tensión umbral de aproximadamente 0,2 V 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.

18. Características
Otra utilización del diodo Schottky es en variadores de frecuencia (inverters) para que
la corriente que vuelve desde el motor al variador no pase por los transistores IGBT
del chopper, lo cual conduciría a su rápido deterioro. Cuando el motor se comporta
como generador, la corriente circula hacia el bus de continua a través de los diodos y
no es absorbida por los IGBTs.
El diodo Schottky se emplea en varios circuitos integrados de lógica TTL. Por ejemplo
los tipos ALS y AS permiten que los tiempos de conmutación entre los transistores
sean mucho menores puesto que son más superficiales y de menor tamaño por lo que
se da una mejora en la relación velocidad/potencia. El tipo ALS permite mayor
potencia y menor velocidad que la LS, mientras que las AL presentan el doble de
velocidad que las Schottky TTL con la misma potencia.

19. El diodo láser es una forma especial de LED o IRED con dimensiones físicas y
propiedades ópticas estrechamente controladas en la zona de la unión
productora de luz. Esta circunstancia hace posible conseguir una cavidad
resonante óptica para la longitud de onda operativa tal, que la realimentación
óptico-eléctrica asegure una producción de luz monocromática direccional
con un elevado rendimiento. El estrecho e intenso haz virtualmente
monocromático y la alta frecuencia de funcionamiento que son
características típicas del diodo láser, pueden ser muy ventajosas en
aplicaciones tales como fibra óptica, interferometría, sistemas de
alineamiento preciso y sistemas de exploración.
La cavidad óptica de precisión es de difícil fabricación y puede originar
tensiones en la estructura del cristal del láser que, en caso de producirse,
causarán una rápida disminución de la potencia de salida luminosa.
Aunque los diodos láser ofrecen unas elevadas prestaciones, son en
contrapartida de utilización poco económica y por otra parte su fiabilidad
debe comprobarse en cada aplicación.

20. Características
Las características eléctricas del diodo láser e IRED son similares al diodo LED y
a las de otros diodos de unión pn en lo que se refiere a presentar una caída de
tensión directa ligeramente superior a la de los diodos de silicio y a la reducida
tensión de ruptura inversa, como consecuencia de los niveles de dopado
requeridos para una eficiente producción.
Asimismo una de su principal característica es emitir un haz de “luz coherente”.
Se emplea en equipos lectores-grabadores de CDs y DVDs, punteros de
señalización, impresoras digitales, escáneres, lectores de código de barras,
equipos de cirugía, maquinaria industrial, etc.
Sistema Medio Activo Bombeo
Longitud
típica
Potencia P(W)
Continuo Pulsado
Rango
espectral
Laser de
semicon-
ductor
Transiciones p-n Corriente
eléctrica
0,1 0,1 - 5 104 0,6 - 30

21. REFERENCIAS:
• http://www.dte.uvigo.es/recursos/potencia/ac-dc/archivos/diodo.htm
• http://www.asifunciona.com/fisica/ke_diodo/ke_diodo_1.htm
• http://www.directindustry.es/prod/eris-technology-corporation/diodos-zener-
terminales-axiales-61301-481356.html#product-item_393143
• http://pdf.datasheetcatalog.net/datasheet/formosa/1N4734A.pdf
• http://www.iluminacionled.ws/tipos/linternas-led.html
• http://www.tuelectronica.es/tutoriales/electronica/como-conectar-un-diodo-led.html
• http://www.asifunciona.com/tablas/leds/leds.htm
• http://www.datasheet-
pdf.com/datasheet/LeshanRadioCompany/493448/BB135.pdf.html
• http://www.datasheetcatalog.net/es/datasheets_pdf/L/L/Q/1/LLQ1608-R22N.shtml
• http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_Schottky
• http://platea.pntic.mec.es/~lmarti2/opto1.htm
• http://www.optica.unican.es/Docencia/Laser/practicas/Practica%20Laser%20Diodo.pdf