Descripción De Un Diodo

.(SEMICONDUCTORES EApE) material de consulta EPETN°8




EL DIODO

El diodo es un componente activo discreto de dos terminales que en principio, permite la cir-culación de corriente en un determinado sentido, mientras que la bloquea en el sentido opues-to, dependiendo de las polaridades presentes en esos termunales.-
La primer impresión de este componente es quesolo logra el efecto mencionado y que mági-camente se “conecta” en un determinado sentido de la corriente y que se “desconecta” en el sentido contrario. Con este propósito cuando se comienza con su estudio, se lo simplifica pre-sentándolo como el “diodo ideal”, que comparándolo con un conmutador, no ofrece resistencia en un sentido y esta es infinita en el opuesto. En la figura siguienteobservamos el símbolo bá-sico con el que identificamos a un diodo y la curva tensión-corriente de un diodo ideal;

En la figura se muestra que el sentido permitido para la corriente en un “diodo ideal” es de A hacia K cuando en A se conecta a un potencial de polaridad positiva respecto al de K.-

Si quisiéramos representar el funcionamiento de este diodo ideal con un esquema electrico convencional,es decir insertarlo en un circuito elemental y obtener magnitudes reales de tensión – corriente veríamos lo siguiente;


Ejemplo de funcionamiento del diodo ideal.

O sea que:


DIODO REAL ( De Juntura P-N)

El funcionamiento de un diodo real tiene algunos aspectos importantes que lo diferencia del ideal. Los diodos reales no sondispositivos electromecánicos, es decir que según la polari-dad con que se los conecte, bloquee o permita el paso de la corriente. Los diodos físicos en realidad se fabrican a partir de la unión de dos materiales semiconductores de característi-cas opuestas, es decir, uno de tipo N y otro de tipo P. A esta estructura se le añaden dos terminales metálicos para la conexión con el resto del circuito. En lafigura se ven los esque-mas de los dos tipos o formas de diodos que se fabrican actualmente, el vertical y el plano.


El hecho de que los diodos se fabriquen con materiales semiconductores, conlleva algunas desviaciones de comportamiento con respecto al diodo ideal.

En este apartado se presenta en primer lugar el proceso de formación de los diodos semi-conductores para pasar después aexponer el comportamiento eléctrico y las diferencias con respecto al comportamiento ideal.

Formación de la unión PN
Supongamos que se dispone de un monocristal de silicio puro, dividido en dos zonas con un límite nítido, definida por un plano. Una zona se dopa con impurezas de tipo P y la otra de ti-po N (ver figura). A la zona P se le genera un exceso de huecos, lo cuál se obtieneintrodu-ciendo átomos del grupo III de la tabla periódica en su red cristalina (por ejemplo, boro). Y en la zona N se le generan electrones en exceso, procedentes de átomos del grupo V (fós-foro). En ambos casos se tienen también portadores de signo contrario, aunque en una con-centración varios órdenes de magnitud inferior (portadores minoritarios).Este proceso, (que está obviamente en el campo de laquímica inorgánica), se constituye en el primer pa-so en la aplicación de los principios de los materiales semiconductores.-


En la figura se muestra lo que podríamos decir impurificación del silicio para la obtención de diodos con una juntura PN.-
En cada zona la carga total es neutra: por cada electrón hay un ion positivo, y por cada hue-co un ion negativo, es decir, no existen distribuciones decarga neta, ni campos eléctricos in-ternos. En el momento mismo de crear dos zonas de diferente concentración de portadores, entra en juego el mecanismo de la difusión. Como se recordará, este fenómeno tiende a lle-var partículas de donde hay más a donde hay menos. El efecto es que los electrones y los huecos cercanos a la unión de las dos zonas la cruzan y se instalan en la zona contraria, es...