Tipos de diodos

Instituto Tecnológico de Tijuana
Departamento de Computación y Sistemas

SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA
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PERIODO: Enero – Junio 2012

Carrera: Ingeniería en Sistemas Computacionales

Materia: Principios Eléctricos y Aplicación Digital (6SC5C)

Tema: Tipos de Diodos

Unidad: 1
Integrantes:
Flores Lomeli Laura Lorena
González Cruz Amy de Los Ángeles
Ventura Chacón Abel

Nombre del Maestro: M.C Jorge Carlos Rios

Aula: 303 Horario: 14:00-15:00


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Diodo Schottky
A diferencia del diodo semiconductornormal que tiene una unión P–N, el diodo schottky tiene
una unión Metal-N.

Estos diodos se caracterizan por su velocidad de conmutación, una baja caída de voltaje cuando
están polarizados en directo (típicamente de 0.25 a 0.4 voltios). El diodo Schottky está más
cerca del diodo ideal que el diodo semiconductor 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.

Símbolo del diodo Schottky

Sin embargo el diodo Schottkyencuentra gran cantidad de aplicaciones en circuitos de alta
velocidad como en computadoras.

En estas aplicaciones se necesitan grandes velocidades de conmutación y su poca caída
de voltaje en directocausa poco gasto de energía.

El diodo Schottky o diodo de barrera Schottky, se llama así en honor del físico alemán Walter H.
Schottky.


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Funcionamiento
A frecuencias bajas un diodo normal puede conmutar fácilmente cuando la polarización cambia
de directa a inversa, pero a medida que aumenta la frecuencia el tiempo de conmutación puede
llegar a ser muy bajo, poniendo en peligro el dispositivo.

El diodo Schottky está constituido por una unión metal-semiconductor (barrera Schottky), en
lugar de la unión convencional semiconductor P- semiconductor N utilizada por los diodos
normales.

Así se dice que el diodo Schottky es un dispositivo semiconductor "portador mayoritario". Esto
significa que, si el cuerpo semiconductor está dopado con impurezas tipo N, solamente los
portadores tipo N (electrones móviles) desempeñarán un papel significativo en la operación del
diodo y no se realizará la recombinación aleatoria y lenta de portadores tipo N y P que tiene
lugar en los diodos rectificadores normales, con lo que la operación del dispositivo será mucho
más rápida.

Imágenes del Diodo Schottky


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Diodo Varactor

El diodo de capacidad variable o Varactor (Varicap) es un tipo de diodo que basa su
funcionamiento en el fenómeno que hace que el ancho de la barrera de potencial en una unión
PN varíe en función de la tensión inversa aplicada entre sus extremos. Al aumentar dicha
tensión, aumenta la anchura de esa barrera, disminuyendo así la capacidad del diodo. De este
modo se obtiene un condensador variable controlado por tensión. Los valores de capacidad
obtenidos van desde 1 a 500 pF. La tensión inversa mínima tiene que ser de 1 V.

La aplicación de estos diodos se encuentra, sobre todo, en la sintonía de TV, modulación de
frecuencia en transmisiones de FM y radio y en los osciladores controlados por voltaje (oscilador
controlado por tensión).

En tecnología de microondas se pueden utilizar como limitadores: al aumentar la tensión en el
diodo, su capacidad varía, modificando la impedancia que presenta y desadaptado el circuito, de
modo que refleja la potencia incidente.

Imágenes de Diodo Varactor


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Diodo Varistor

Es un dispositivo semiconductor utilizado para absorber picos de alto voltaje desarrollados en las
redes de alimentación eléctrica. Cuando aparece un transitorio, el varistor cambia su resistencia
de un valor alto a otro valor muy bajo. El transitorio es absorbido por el varistor, protegiendo de
esa manera los componentes sensibles del circuito. Los varistors se fabrican con un material no-
homogéneo.(Carburo de silicio).
CARACTERISTICAS:
 Amplia gama de voltajes - desde 14 V a 550 V (RMS). Esto permite una selección
fácil del componente correcto para una aplicación específica.
 Alta capacidad de absorción de energía respecto a las dimensiones del componente.
 Tiempo de respuesta de menos de 20 ns, absorbiendo el transitorio en el instante
que ocurre.
 Bajo consumo (en stabd-by) - virtualmente nada.
 Valores bajos de capacidad, lo que hace al varistor apropiado para la protección de
circuitería en conmutación digital.
 Alto grado de aislamiento.
Máximo impulso de corriente no repetitiva
 El pico máximo de corriente permitido a través del varistor depende de la forma del
impulso, del duty cycle y del número de pulsos.
 Con el fin de caracterizar la capacidad del varistor para resistir impulsos de corriente, se
permite generalmente que garantice un `máximo impulso de corriente no repetitiva'. Este
viene dado por un impulso caracterizado por la forma del impulso de corriente desde 8
microsegundos a 20 microsegundos siguiendo la norma “IEC 60-2”, con tal que la amplitud
del voltaje del varistor medido a 1 mA no lo hace cambiar más del 10% como máximo.
 Un impulso mayor que el especificado puede ocasionar cortocircuitos o ruptura del propio
componente; se recomienda por lo tanto instalar un fusible en el circuito que utiliza el
varistor, o utilizar una caja protectora.
 Si se aplica más de un de impulso o el impulso es de una duración mas larga, habría que
estudiar las curvas que al efecto nos proporcionan los fabricantes, estas curvas garantizan
la máxima variación de voltaje (10%) en el varistor con 1 mA.
Energía máxima
Durante la aplicación de un impulso de corriente, una determinada energía será disipada por el
varistor. La cantidad de la energía de disipación es una función de:
 La amplitud de la corriente.
 El voltaje correspondiente al pico de corriente.
 La duración del impulso.
 El tiempo de bajada del impulso; la energía que se disipa durante el tiempo entre 100%
y 50% del pico de corriente.
 La no linealidad del varistor.


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A fin de calcular la energía disipada durante un impulso, se hace con la referencia generalmente
a una onda normalizada de la corriente. Esta onda esta prescrita por la norma “IEC 60-2
secciona 6” tiene una forma que aumenta desde cero al valor de pico en un el tiempo corto,
disminuyendo hasta cero o de una manera exponencial, o bien sinusoidal.

Esta curva es definida por el tiempo principal virtual (t1) y el tiempo virtual al valor medio (t2)

Imágenes de Diodo Varistor


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Diodo Pin
El diodo PIN es un diodo que presenta una región P fuertemente dopada y otra región N
también fuertemente dopada, separadas por una región de material que es casi intrínseco. Este
tipo de diodos se utiliza en frecuencias de microondas, es decir, frecuencias que exceden de 1
GHz, puesto que incluso en estas frecuencias el diodo tiene una impedancia muy alta cuando
está inversamente polarizado y muy baja cuando esta polarizado en sentido directo. Además,
las tensiones de ruptura están comprendidas en el margen de 100 a 1000.

En virtud de las características del diodo PIN se le puede utilizar como interruptor o como
modulador de amplitud en frecuencias de microondas ya que para todos los propósitos se le
puede presentar como un cortocircuito en sentido directo y como un circuito abierto en sentido
inverso. También se le puede utilizar para conmutar corrientes muy intensas y/o tensiones muy
grandes.

El diodo se forma partiendo de silicio tipo P de alta resistividad. La capa P de baja resistividad
representada, está esta formada por difusión de átomos de boro en un bloque de silicio tipo P y
la capa N muy delgada está formada difundiendo grandes cantidades de fósforo. La región
intrínseca i es realmente una región P de alta resistividad y se suele denominar región p. Cuando
el circuito está abierto, los electrones fluyen desde la región i(p) hasta la región P para
recombinarse con los huecos en exceso, y los huecos fluyen desde la región i para recombinarse
con los electrones de la región N. Si el material i(p) fuese verdaderamente intrínseco, la caída de
tensión en la región i sería nula, puesto que la emigración de huecos sería igual a la emigración
de electrones. Si embargo, como el material es en verdad p (P de alta resistividad), hay mas
huecos disponibles que electrones.

Cuando se aplica una polarización inversa al diodo los electrones y los huecos del material p son
barridos (swept free). Un posterior aumento de la tensión inversa simplemente incrementa las
distribuciones de tensiones P-I e I-N. En el diodo PIN la longitud de la región de transición L es
aproximadamente igual a la región i y aproximadamente independiente de la tensión inversa.

Por lo tanto, a diferencia de los diodos PN o Schottky, el diodo PIN tiene una capacidad inversa
que es aproximadamente constante, independiente de la polarización. Una variación típica de la
capacidad podría ser desde 0,15 hasta 0,14 pF en una variación de la polarización inversa de,
por ejemplo, 100 V. En virtud de que es igual a la longitud de la región i, la longitud de la región
de transición es aproximadamente constante y considerablemente mayor que la de otros diodos
y, por lo tanto, la capacidad CR, que es proporcional a 1/L es significativamente menor que la de
otros diodos, por lo que el diodo PIN es apropiado para aplicaciones de microondas.

Los valores normales de CR varían desde 0,1 pF hasta 4 pF en los diodos PIN, comercialmente
asequibles. Cuando el diodo está polarizado en sentido directo, los huecos del material P se
difunden el la región p, creando una capa P de baja resistividad. La corriente es debida al flujo
de los electrones y de los huecos cuyas concentraciones son aproximadamente iguales en la
región i.


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En la condición de polarización directa la caída de tensión en la región i es muy pequeña.
Además, al igual que el diodo PN, cuando aumenta la corriente, también disminuye la
resistencia. En consecuencia el diodo PIN es un dispositivo con su resistencia o conductancia
modulada. En una primera aproximación, la resistencia rd en pequeña señal es inversamente
proporcional a la corriente IDQ con polarización directa, lo mismo que en el diodo PN.

En frecuencias de microondas se representa de maneras mas sencillas por una capacidad CR en
serie con la resistencia directa rd. Con tensiones directas, CR es aproximadamente infinita,
mientras que en polarización inversa, rd es aproximadamente nula. La capacidad CS es la
capacidad parásita paralelo que se produce soldando el diodo a la cápsula y LS es la inductancia
serie debida a los hilos de conexión desde el diodo hasta la cápsula

Imágenes de Diodo Pin

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