DEFINICIÓN:
Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que
permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo
sentido. Este término generalmente se usa para referirse al diodo
semiconductor, el más común en la actualidad; consta de una pieza de
cristal semiconductor conectada
a dos terminales eléctricos. 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.
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.
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 con mucha facilidad el diodo comportándose éste prácticamente como
un corto circuito.
Polarización inversa: Es cuando la corriente en el
diodo desea circular en sentido opuesto a la flecha (la flecha del
diodo), es decir del cátodo al ánodo. En este caso la corriente no
atraviesa el diodo, comportándose éste prácticamente como un circuito abierto.
SIMBOLOGÍA:
- El material tipo P recibe el nombre de ánodo.
- El material tipo N recibe el nombre de cátodo.
- La flecha indica el sentido de la corriente.
TIPOS DE DIODOS SEMICONDUCTORES:
Existen diferentes tipos de diodos, acá se dará una breve explicación de algunos algunos:
1. Diodos de unión: Los diodos de unión son los que hemos venido
describiendo, es decir, el que consta de un cristal de germanio o de silicio,
debidamente dopado, y tiene una forma cilíndrica. Son diodos para baja potencia
que se usan mucho como rectificadores de pequeños aparatos.
2. Diodos Rectificadores:
Son circuitos que sirven para convertir la corriente alterna (como la de los
enchufes de tu casa) en corriente directa (como la de las baterías). En
general, casi todos los aparatos eléctricos funcionan con corriente directa y,
dado que en las casas solo hay corriente alterna, es necesario convertirla a
corriente directa para que funcionen los equipos. Esta conversión se hace
internamente en los aparatos y ahí es donde se utilizan los diodos
rectificadores.
3. Diodos de punta de contacto: Poseen unas propiedades similares a
los diodos de unión y la única diferencia es, en todo caso, el sistema de
construcción que se ha aplicado. En la imagen se muestra un esquema de uno de
estos elementos que consta de una punta de contacto en forma de muelle: (1) que
se hay conectada con un cristal de tipo P (2), el cual se haya a su vez en
contacto con un cristal de tipo N (3). En la parte baja, una base metálica hace
de soporte y asegura la rigidez del conjunto. Exactamente igual que ocurre con
los diodos de unión, el diodo de punta de contacto se comporta dejando pasar la
corriente en un solo sentido.
4. Diodos emisores de luz: Los diodos emisores también son
conocidos con el nombre de LED, la palabra LED viene del inglés Light
Emitting Diode que traducido al español es Diodo Emisor de Luz. Tienen la
particularidad de emitir luz cuando son atravesados por la corriente eléctrica.
Es un dispositivo semiconductor que emite luz incoherente de espectro reducido
cuando se polariza de forma directa la unión PN en la cual circula por él una
corriente eléctrica.
5. Diodo Zener: también llamado diodo regulador de tensión, podemos
definirlo como un elemento semiconductor de silicio que tiene la característica
de un diodo normal cuando trabaja en sentido directo, es decir, en sentido de
paso; pero en sentido inverso, y para una corriente inversa superior a un
determinado valor, presenta una tensión de valor constante. Este fenómeno de
tensión constante en el sentido inverso convierte a los diodos de Zener
en dispositivos excepcionalmente útiles para obtener una tensión
relativamente invisible a las variaciones de la tensión de alimentación, es
decir, como dispositivos reguladores de tensión.
6. Diodo Capacitivo: Este diodo, también llamado diodo de capacidad
variable (Varicap), es, en esencia, un diodo semiconductor cuya característica principal
es la de obtener una capacidad que depende de la tensión inversa a él aplicada.
Se usa especialmente en los circuitos sintonizadores de televisión y los de
receptores de radio en FM.
7. Diodo Tunel: Este diodo
presenta una cualidad curiosa que se pone de manifiesto rápidamente al observar
su curva característica, la cual se ve en el gráfico. En lo que respecta a
la corriente en sentido de bloqueo se comporta como un diodo corriente, pero en
el sentido de paso ofrece unas variantes según la tensión que se le somete. La
intensidad de la corriente crece con rapidez al principio con muy poco valor de
tensión hasta llegar a la cresta (C) desde donde, al recibir mayor tensión, se
produce una pérdida de intensidad hasta D que vuelve a elevarse cuando se
sobrepasa toda esta zona del valor de la tensión.
8. Fotodiodo: es un semiconductor construido con una unión PN, sensible
a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Un fotodiodo hace lo inverso a
un diodo led, para funcionar necesita luz, es parecido a una foto celda o foto
resistor, que funciona en relación a la cantidad de luz que recibe a diferencia
que el fotodiodo, responde a mayor velocidad con respecto a la oscuridad y luz,
se utilizan en el desarrollo de alarmas, juguetes, entre otros.
9. Diodo Schottky: El diodo Schottky o diodo de barrera Schottky, llamado
así en honor del físico alemán Walter H. Schottky, es un dispositivo
semiconductor que proporciona conmutaciones muy rápidas entre los estados de
conducción directa e inversa (menos de 1ns en dispositivos pequeños de 5 mm de
diámetro) y muy bajas tensiones umbral (también conocidas como tensiones de
codo, aunque en inglés se refieren a ella como "knee", o sea, de
rodilla).
CARACTERÍSTICAS:
1. Diodo semiconductor: unión PN.
Referencia: diodos de silicio (Si).
2. Elemento biterminal. Terminales diferentes.
3. Un diodo lo reconoceremos como un componente normalmente
pequeño, también los hay para altas potencias y de diferentes tamaños.
4. Tiene una banda o anillo en uno de sus extremos; normalmente el
color del anillo es notablemente diferente al del cuerpo del componente, es
decir, si el diodo es negro el anillo suele ser blanco, si es rojo, el anillo
lo encontraremos en blanco, en negro, en amarillo, entre otros.
APLICACIONES DEL DIODO SEMICONDUCTOR:
1. Rectificador: Los diodos se pueden usar para rectificar señales
de corriente alterna, y transformarla a corrientes positivas o negativas de
corriente continua con ayuda de una inductancia. A estos circuitos se les llama
“Rectificadores”. Se utiliza para hacer multímetros o fuentes de poder de
corriente directa, su funcionamiento consiste en no dejar pasar el lado
positivo o negativo de la señal por medio de la resistencia de los diodos, y
así tener una lectura en forma de arco positiva o negativa.
2. Multiplicador de Tensión: Un multiplicador de tensión está hecho
con diodos y con capacitores, sirve para aumentar el voltaje de entrada de
forma multiplicativa. Mientras más mallas existan, más será el voltaje
multiplicado. Consiste en cargar los capacitores para que sumen mayor voltaje,
la señal positiva corre directamente por todas las mayas pero deja cargados
algunos capacitores, mientras que la señal negativa provee a los demás
capacitores para llenarlos de voltaje y así sumarse con el voltaje de entrada.
3. Limitador de Voltaje: Nos permite transformar una señal
manipulándola para variar su tipo (cuadrada o triangular) o sus valores de
voltaje pico o pico pico. También se le conoce como circuito recortador.
Normalmente se aplica un cierto voltaje a los diodos para que estos permitan la
entrada de un poco de corriente antes de mostrar resistencia a la señal, en el
ejemplo se tiene como consecuencia un recorte horizontal del valor pico en el
sentido positivo y negativo.
4. Compuertas Lógicas: Es posible desarrollar las compuertas
lógicas con diodos que sirven para ofrecer una respuesta lógica de
salida de acuerdo a un tipo de señal de entrada, existen de dos tipos:
compuerta de tipo ‘OR’ y compuerta de tipo ‘AND’, las dos se basan en una
fuente continua y otra cuadrada. El primero (compuerta ‘OR’) en la salida
entrega una respuesta cuando existe una señal de entrada en cualquiera de los
dos diodos, mientras que en el segundo (compuerta ‘AND’) entrega una respuesta
sólo si en ambos diodos se recibe una señal de entrada simultáneamente.
5. Regulador de Voltaje o Corriente: El valor del voltaje o de
corriente de salida se mantiene constante a pesar de las variaciones que
existan en el voltaje o corriente de entrada, esto se logra gracias a la
característica del diodo Zener, que tiene al usarse polarizado inversamente una
tensión o corriente de valor constante.
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