Diodos

EL DIODO SEMICONDUCTOR Objetivos 1.− Identificar los electrodos de un diodo (de Silicio o de Germanio). 2.− Probar el estado de un diodo utilizando un ohmetro. 3.− Obtener curvas características de un diodo. Introducción Un diodo es un elemento de dos terminales cuya característica tensión−corriente no es lineal. Está formado por un cristal semiconductor dopado de tal manera que una mitad es tipo"p" y la otra "n", constituyendo una unión pn. La terminal que corresponde con la parte "p" se llama ánodo y el que coincide con la "n" es el cátodo. El diodo está compuesto por un cristal de silicio o de germanio dopado, es decir, al que se le han incluido impurezas. El dopado del silicio (o del germanio) se realiza para variar sus propiedades de semiconductor. Los átomos de estossemiconductores tienen cuatro electrones sueltos en su capa de valencia, lo cual les confiere sus cualidades semiconductoras, al unirse estos átomos de silicio o germanio por enlace covalente, quedan con la configuración electrónica de gas noble, es decir con ocho electrones de valencia en su última capa. Cuando dopamos estos cristales con átomos de más de cuatro electrones de valencia, quedan electronessueltos de la capa de valencia al crear enlaces covalentes y cuando dopamos estos cristales con átomos de menos de cuatro electrones en su capa de valencia quedan huecos al crear estos enlaces covalentes. Lado P y lado N del diodo. Al lado del diodo dopado con átomos trivalentes (con tres electrones en su capa de valencia) se le llama lado P (positivo). Al silicio dopado con átomos pentavalentes se lellama semiconductor de tipo N (negativo). El semiconductor de tipo P tiene más huecos aceptores de electrones que electrones libres, por lo que se dice que los huecos son los portadores mayoritarios y el semiconductor de tipo N tiene más electrones libres que huecos, por lo que estos son los portadores mayoritarios y los huecos los portadores minoritarios. Comprobación de un diodo. Conectando lasonda positiva del polímero (en escala de Ohmios) en el extremo P del diodo y la negra en el extremo N, la resistencia debe de ser pequeña, si colocamos la sonda roja en el extremo N y la sonda negra en el extremo P, la resistencia debe de ser infinita. Diodo rectificador. El diodo más antiguo y utilizado es el diodo rectificador que conduce en un sentido, pero se opone a la circulación de corrienteen el sentido opuesto. Las características de su funcionamiento están definidas por una curva denominada curva característica del 1

diodo rectificador. − Polarización inversa de un diodo. Se conecta una batería a los extremos del diodo, de manera la terminal negativa se una al ánodo y la positiva al cátodo. Se observa que a través del diodo fluye una pequeña corriente, denominada de fugas ocorriente inversa de saturación del diodo. Esta corriente es muy pequeña, pero aumenta con la temperatura, por lo tanto la resistencia inversa del diodo disminuye con la temperatura. Esta corriente es independiente de la tensión aplicada, siempre que está sea menor a una valor denominado tensión de ruptura. A partir de esta tensión la corriente aumenta rápidamente con pequeños incrementos detensión. − Polarización directa de un diodo. Si se conecta la fuente de tensión al diodo de forma que el potencial negativo este unido al cátodo y el positivo al ánodo se dice que el diodo está en polarización directa. Al aplicar está tensión el diodo conduce. − Tensión de codo, de partida o umbral. Es la tensión, en polarización directa, por debajo de la cual la corriente es muy pequeña (menos del 1%del máximo valor nominal). Por encima de esta tensión la corriente sube rápidamente. Esta tensión es de 0,2−0,3 V en los diodos de germanio y de 0,6−0,7 V en los de silicio. − Resistencia interna. Cuando el diodo trabaja en la zona de polarización directa, con pequeñas variaciones de tensión la corriente aumenta rápidamente, lo único que se opone al paso de la corriente es la resistencia de las...