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DIODOS
SEMICONDUCTORES
Oscar Montoya Figueroa

Introducción

En este artículo revisaremos el
principio de operación de los
diodos semiconductores,
concretando nuestra
explicación en el
funcionamiento y aplicaciones
de los diversos tipos que
actualmente se utilizan de
manera común: rectificadores,
zener, de corriente constante,
de recuperación en escalón,
invertidos, túnel,varicap,
varistores y LED’s.

Recordemos que un semiconductor es un material (generalmente silicio o germanio) cuyas características de condución eléctrica han sido
modificadas. Para esto, como sabemos, ha sido
combinado, sin formar un compuesto químico,
con otros elementos.
A este proceso de combinación se le llama
dopado. Por medio de éste, se consiguen básicamente dos tipos de materiales:tipo N, en los que
se registra un exceso relativo de electrones dentro del material, y tipo P, en los que se presenta
un déficit de electrones (figura 1).
Los dispositivos electrónicos se forman con
diferentes combinaciones de materiales tipo P y
N, y las características eléctricas de cada uno de
ellos están determinadas por la intensidad del
dopado de las secciones de semiconductores, asícomo por el tamaño y organización física de los
materiales. Gracias a esto es posible fabricar, por
ejemplo, un transistor para corrientes pequeñas
y otro para corrientes elevadas, aunque la forma básica de los dos sea la misma.

Diodos semiconductores
Los diodos realizan una gran variedad de funciones; entre ellas, la rectificación de señales de

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ELECTRONICA y servicio

Figura 1Cuando a un material semiconductor se
introducen impurezas (por ejemplo aluminio),
sus características eléctricas son modificadas
y entonces se genera un déficit relativo en
su estructura.
Al

Si
+

+

Si

+

N

Si

corriente alterna en fuentes de poder y en radios de AM, reguladores de voltaje, formadores
de onda, duplicadores de voltaje, selectores de
frecuencia, detectoresde FM, disparadores,
indicadores luminosos, detectores de haz, generadores láser, etc. Las aplicaciones de los diodos son muchas y muy variadas; de ahí la importancia de conocerlos más a fondo.
Los diodos semiconductores, como su nombre lo indica, son dispositivos conformados por
dos secciones de material semiconductor, una
tipo P y la otra tipo N. Su nombre proviene de la
contracción de laspalabras “dos electrones”, en
inglés. En la actualidad, la palabra "diodo" se
utiliza de manera más amplia para definir a
muchos dispositivos semiconductores que únicamente tienen dos terminales de conexión; esto,
a pesar de que su formación interna sea de más
de dos secciones de material semiconductor. A
la sección P de un diodo se le conoce con el nombre de "ánodo", y a la sección N con elde
"cátodo". Para entender la forma en que trabajan los diodos semiconductores, comenzaremos
nuestro análisis a partir de un diodo de dos secciones de características generales.
En un diodo, su sección N tiene impurezas
que le permiten tener un exceso de electrones
libres en su estructura; así, dicha sección se hace
de cierta forma negativa. Y como en su sección
P las impurezas provocan undéficit de electrones libres, la misma se torna positiva. Cuando
no hay un voltaje aplicado en las secciones del
diodo, se desarrolla un fenómeno interesante en
la unión P-N: los electrones libres de la sección
N se recombinan (se unen) con los huecos cercanos a la unión de la sección P. A esta recombi-

+

Si

+

Si

+

+

+

Si

P

Si

Si

+

+

P

Cuando seintroducen impurezas de fósforo en un cristal
semiconductor, se aumenta el número de electrones relativo.

+

Si

Si
+

nación en la unión del diodo, se le denomina
"dipolo". La formación de dipolos en la zona de
unión, hace que en esa parte se registre un déficit de portadores; por eso se le llama "zona de
deplexión" (figura 2).
Cada dipolo tiene un campo eléctrico entre
los iones...