La unión P-N está polarizada directamente cuando se aplica un potencial mayor a la región p que a la región n, reduciendo la barrera de potencial. Un diodo Shockley tiene dos estados, OFF de alta impedancia y ON de baja impedancia, y puede cambiar entre estados al variar la tensión y corriente aplicadas. El applet simula la conmutación de un diodo al cambiar la polaridad de la tensión aplicada, mostrando gráficas de la tensión, corriente, carga y tensión en el diodo.

1. UNION P-N
Diodo de unión PN polarizado
La unión P-N está polarizada directamente cuando a la región p se le aplica un potencial mayor que a la
región n. Para ello, tal y como se ve, se debe conectar el polo positivo de la batería al ánodo del diodo
(zona p) y el polo negativo al cátodo (zona n).

2. En estas condiciones podemos observar los siguientes efectos:
• Los huecos de la región p y los electrones de la región n son empujados hacia la unión por el campo
eléctrico Epol a que da lugar la polarización. Por lo tanto, se reduce la anchura de la zona de
transición.
• El campo eléctrico de la polarización Epol se opone al de la unión Eu. Así, se reduce el campo
eléctrico de la unión y, consecuentemente, la barrera de potencial. Recordar que, como vimos en el
Tema 4, la barrera de potencial sin polarización es VJ=Vo. Con la polarización directa de la unión p-
n se reduce en la forma VJ=Vo-V, siendo V la tensión directa aplicada a dicha unión.

3. La ley de Shockley
Un diodo Shockley es un dispositivo de dos terminales que tiene dos estados estables: OFF o de alta
impedancia y ON o baja impedancia. No se debe confundir con el diodo de barrera Schottky.
Está formado por cuatro capas de semiconductor tipo n y p, dispuestas alternadamente. Es un tipo de
tiristor.
La característica V-I se muestra en la figura. La región I es la región de alta impedancia (OFF) y la III, la
región de baja impedancia. Para pasar del estado OFF al ON, se aumenta la tensión en el diodo hasta
alcanzar Vs, tensión de conmutación. La impedancia del diodo desciende bruscamente, haciendo que la

4. corriente que lo atraviese se incremente y disminuya la tensión, hasta alcanzar un nuevo equilibrio en la
región III (Punto B). Para volver al estado OFF, se disminuye la corriente hasta Ih, corriente de
mantenimiento. Ahora el diodo aumenta su impedancia, reduciendo, todavía más la corriente, mientras
aumenta la tensión en sus terminales, cruzando la región II, hasta que alcanza el nuevo equilibrio en la
región I (Punto A).

5. Conmutación del diodo
 En este applet se simula la conmutación de un diodo, pudiendo cambiar la tensión aplicada en
sus bornas de positiva a negativa y viceversa. Para ello se dispone del esquema de un circuito
con dos fuentes de tensión (una positiva y otra negativa) y un conmutador, un circuito de
polarización (que incluye una resistencia) y un diodo de unión.
 Este esquema se situa en la parte superior derecha del applet y se puede conmutar entre
tensiones haciendo "click" con el ratón en la zona entre las dos fuentes de tensión. Al iniciar la
aplicación aparecerá un mensaje y una flecha que señala la mencionada zona sensible.

6. El usuario puede modificar todos los parámetros del
circuito presionando el botón del panel superior con el
texto "Parámetros ciscuito". Al presionarlo aparecerá
una ventana con tres campos editables donde se
pueden introducir los valores numéricos deseados para
la tensión directa (VF), la tensión inversa (VR) y la
resistencia de polarización (R). Tras introducir los
nuevos valores es necesario pulsar el botón "Aceptar"
de la ventana de los parámetros del circuito para que
tengan efecto los cambios.
Debajo del circuito aparecen cuatro gráficas que varían
en el tiempo y donde se representan los parámetros
más importantes que controlan el comportamiento del
diodo.
La primera gráfica representa la tensión seleccionada
en el circuito; la segunda la corriente que circula por el
diodo; la tercera la carga acumulada en las zonas
neutras del diodo (aplicando la aproximación de diodo
asimétrico) y la última gráfica es la tensión que cae en
bornas del diodo. Esta cuatro gráficas se van
actualizando en el tiempo y se irán desplazando hacia
la derecha conforme avance el tiempo.
En la parte superior de la derecha del programa
aparecen las ecuaciones que rigen el comportamiento
del diodo en el experimento que se simula. Se
muestran las ecuaciones literales para la carga del
diodo, la tensión en bornas del diodo y para los
perfiles de los minoritarios en el ánodo y al cátodo.
Justo debajo de cada una de estas ecuaciones se
muestran las mismas pero sustituyendo cada variable por al valor actual que tiene en la simulación. Algunos
de los parámetros son constantes en el tiempo (hasta que se modifican por parte del usuario), pero otros se
modifican instantáneamente conforme evoluciona el tiempo. También, a la derecha de las gráficas, se
muestran los valores instantáneos para estas funciones temporales.

7. El usuario puede modificar todos los parámetros del
circuito presionando el botón del panel superior con el
texto "Parámetros ciscuito". Al presionarlo aparecerá
una ventana con tres campos editables donde se
pueden introducir los valores numéricos deseados para
la tensión directa (VF), la tensión inversa (VR) y la
resistencia de polarización (R). Tras introducir los
nuevos valores es necesario pulsar el botón "Aceptar"
de la ventana de los parámetros del circuito para que
tengan efecto los cambios.
Debajo del circuito aparecen cuatro gráficas que varían
en el tiempo y donde se representan los parámetros
más importantes que controlan el comportamiento del
diodo.
La primera gráfica representa la tensión seleccionada
en el circuito; la segunda la corriente que circula por el
diodo; la tercera la carga acumulada en las zonas
neutras del diodo (aplicando la aproximación de diodo
asimétrico) y la última gráfica es la tensión que cae en
bornas del diodo. Esta cuatro gráficas se van
actualizando en el tiempo y se irán desplazando hacia
la derecha conforme avance el tiempo.
En la parte superior de la derecha del programa
aparecen las ecuaciones que rigen el comportamiento
del diodo en el experimento que se simula. Se
muestran las ecuaciones literales para la carga del
diodo, la tensión en bornas del diodo y para los
perfiles de los minoritarios en el ánodo y al cátodo.
Justo debajo de cada una de estas ecuaciones se
muestran las mismas pero sustituyendo cada variable por al valor actual que tiene en la simulación. Algunos
de los parámetros son constantes en el tiempo (hasta que se modifican por parte del usuario), pero otros se
modifican instantáneamente conforme evoluciona el tiempo. También, a la derecha de las gráficas, se
muestran los valores instantáneos para estas funciones temporales.