electronica

TEMA 3
El Diodo

TEMA 3.

El Diodo

ÍNDICE
3.1. LA UNIÓN P-N EN EQUILIBRIO
3.2. POLARIZACIÓN DIRECTA E INVERSA
3.3. ECUACIÓN DEL DIODO IDEAL
3.4. FENÓMENOS DE AVALANCHA Y ZENER

3.5. OTROS TIPOS DE DIODOS. MODELOS DE DIODOS
3.6. EJERCICIOS RESUELTOS Y PROPUESTOS.

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El Diodo

OBJETIVOS
− Conocer estructura física y del funcionamiento básico de un diodo
−Utilizar modelos lineales del diodo para la resolución de circuitos.
− Conocer los análisis del punto de operación y de característica de
transferencia de circuitos con diodos.

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3.1. LA UNIÓN P-N EN EQUILIBRIO

Concentraciones de electrones y huecos en una unión P-N abrupta

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3.1. LA UNIÓN P-N EN EQUILIBRIO

Potencial:

Anchura de launión:
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3.2. POLARIZACIÓN DIRECTA E INVERSA

Nula
Directa

Inversa

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3.3. ECUACIÓN DEL DIODO IDEAL

Modelos linealizados del diodo

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3.3. ECUACIÓN DEL DIODO IDEAL

Ecuación del diodo (no lineal)

Curva característica del diodo
La corriente resultante de una polarización inversa es pequeña (del ordende nA en el Silicio a temperatura ambiente), negativa, creada por la
generación térmica de portadores e independiente del valor de la tensión
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aplicada y se denomina corriente inversa de saturación ( Is ).

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3.3. ECUACIÓN DEL DIODO IDEAL

El diodo se comporta como un circuito abierto en polarización inversa
y como una fuente de tensión igual a la umbral en seriecon una
resistencia RD en polarización directa.
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3.4. FENÓMENOS DE AVALANCHA Y ZENER

Cuando la tensión inversa aplicada es grande, aumenta el campo en la unión y por tanto
la velocidad y la energía de los portadores arrastrados por ese campo. A partir de un
determinado valor del campo la energía de los portadores es tal que al chocar con los
átomos del cristalpuede romper nuevos enlaces covalentes liberando pares electrón hueco. Estos nuevos portadores son vueltos a acelerar por el campo provocando nuevas
colisiones y nuevos portadores libres en un proceso de avalancha. El efecto túnel o
ruptura zener se debe a que un fuerte campo eléctrico en la unión puede romper
directamente enlaces covalentes generando portadores.

Diodo Zener

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3.5. OTROS TIPOS DE DIODOS. MODELOS DE DIODOS

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Diodos emisores de luz ( LED ).
Están fabricados con un compuesto semiconductor, el Arseniuro de Galio
( AsGa ) y se caracterizan porque emiten fotones de luz visible o infrarroja
cuando conducen en polarización directa. En polarización inversa se comportan
como un diodo básico, aunque se diferencian en que la tensiónumbral VDon es
aproximadamente igual a 1,6 voltios. La intensidad de la radiación luminosa es
proporcional a la intensidad de corriente que circula por el diodo.
En ciertas condiciones, la luz emitida puede ser monocromática y coherente
( LASER ), conociéndose en este caso como LASER de estado sólido.
Fotodiodos.
Cuando se ilumina una unión P-N polarizada inversamente se produce un
aumento de lacorriente inversa que es proporcional a la intensidad de luz
aplicada. Este fenómeno se da porque los fotones de luz generan nuevos pares
electrón-hueco en las dos zonas, de forma que los portadores minoritarios (
huecos en la N y electrones en la P ) pueden atravesar la unión por la acción del
potencial inverso, contribuyendo a un aumento apreciable de la corriente
inversa. Este hecho es elque se aprovecha en la fabricación de fotodiodos, cuya
estructura está formada por un diodo en cuyo encapsulado se ha practicado una
abertura sobre la zona de la unión por la se permite que la luz incida sobre ella.
La banda de luz más utilizada para activar al fotodiodo es la del infrarrojo. 12

Diodo Schottky.
Unión de un metal (Al) y un cristal semiconductor de tipo N.
Si el dopado...