Tema4 Electronica

TEMA 4
DIODOS Y APLICACIONES
(Guía de Clases)

Asignatura: Dispositivos Electrónicos I
Dpto. Tecnología Electrónica

CONTENIDO

UNIÓN P-N EN CIRCUITO ABIERTO
UNIÓN P-N POLARIZADA
En sentido inverso
En sentido directo
CARACTERÍSTICAS TENSIÓN-CORRIENTE
RESISTENCIA ESTÁTICA Y DINÁMICA DE UN DIODO
MODELOS DEL DIODO
Diodo ideal
Diodo real
CAPACIDAD DE LA ZONA DE CARGA ESPACIAL O TRANSICIÓN
Diodos decapacidad variable (Varicaps)
CAPACIDAD DE DIFUSIÓN
TIEMPOS DE CONMUTACIÓN DEL DIODO
DIODOS DE AVALANCHA O ZENERS
DIODOS DE REFERENCIA DE TENSIÓN
FOTODIODOS SEMICONDUCTORES
DIODOS EMISORES DE LUZ (LED)
CIRCUITO BÁSICO. CONCEPTO DE RECTA DE CARGA
CIRCUITOS RECORTADORES
CIRCUITOS FIJADORES O LIMITADORES
CIRCUITOS RECTIFICADORES
Rectificador de media onda
Rectificador de onda completa
Rectificador enpuente
DOBLADOR DE TENSIÓN
FILTRADO CON CONDENSADORES
Filtrado. Explicación cualitativa
Aproximaciones al filtrado
Ejemplo de cálculo
Detector de picos o demoduladora de AM

pg. 1

Diodos y aplicaciones. Guía de clases

UNIÓN P-N EN CIRCUITO ABIERTO
Zona de transición
o de carga espacial
Ion aceptor

Hueco

-

-

-

Tipo p

ANOTACIONES

Ion donador

Unión

- - + +
- - + +
- - + +

+ +
Electrón+ +
+ +

Tipo n

pg. 2

Diodos y aplicaciones. Guía de clases

UNIÓN P-N POLARIZADA

a) En sentido inverso
Aumenta la zona de carga espacial. V pasa a ser Vo + VI. Se produce una corriente inversa debido a los
portadores minoritarios y a los pares electrón-hueco creados en la zona de carga espacial. Esta corriente se
denomina corriente inversa de saturación (Io).
VI
_

I0

-

- - - + + +
- - - ++ +
- - - + + +
Tipo p

ANOTACIONES

+

Tipo n

+
+
+

pg. 3

Diodos y aplicaciones. Guía de clases

b) En sentido directo
Disminuye la zona de carga espacial. V pasa a ser Vo - VD. Si VD ≥ Vo entonces se produce una corriente
debida a los huecos que son “empujados” por el terminal positivo de VD hacia la zona N, y a los electrones
que son “empujados” por el terminal negativo de VD hacia la zonaP.
VD
+

-

-

-

-

-

-

Tipo p

ANOTACIONES

_

- +
- +
- +

+ + +
+ + +
+ + +
Tipo n

I

pg. 4

Diodos y aplicaciones. Guía de clases

En cortocircuito el potencial de contacto se compensa con los potenciales en los contactos óhmicos de los
terminales => I=0.

+
V0’_

P

_

N

_ V +
0

V 0”
+

V0 - V0’ - V0” = 0
I=0

Grandes tensiones directas -> necesidad de limitar la corriente

Símbolo deldiodo:

ÁNODO

CÁTODO

P

ANOTACIONES

N

pg. 5

Diodos y aplicaciones. Guía de clases

CARACTERÍSTICA TENSIÓN-CORRIENTE

Ecuación característica del diodo: I = I 0 (e

V
η ∗VT

− 1)

se deduce de la ley de la unión

I0 : corriente inversa de saturación (constante a T constante)
η : constante. Su valor es aproximadamente 1 para el Germanio. En el caso del Silicio su valor es 2 para
corrientespequeñas y 1 para corrientes moderadas o grandes.
VT : Tensión equivalente de la temperatura VT = T/11.600
a temperatura ambiente (T=300 ºK) VT = 0’026 V

I (mA)
Tensión de ruptura

Vγ => Tensión umbral
0,2 V (Ge)
0,6 V (Si)

VZ
I0

Vγ

0,4 (Ge)
0,8 (Si)

V (volt)

(µA) -> Ge
(nA) -> Si
Tensión umbral (Vγ): tensión directa mínima para que se inicie la conducción.
La corriente inversa I0 aumenta conla temperatura aproximadamente un 7% por ºC para el Si. La corriente
inversa de saturación se duplica aproximadamente por cada 10 ºC de aumento de temperatura. Si I0 = I01
cuando T = T1, cuando la temperatura es T I0 viene dado por:

I 0 (T ) = I 01∗ 2 ( T − T1 )/10
La Tensión equivalente de la temperatura VT también aumenta con la temperatura.
Para mantener constante I con T => dV/dT ≈ -2’5mv/ºC.

ANOTACIONES

pg. 6

Diodos y aplicaciones. Guía de clases

RESISTENCIA ESTÁTICA Y DINÁMICA DE UN DIODO

Resistencia estática (R) : R = V/I -> parámetro muy variable y poco útil

Resistencia dinámica (r): r = dV/dI

I = I 0 (e

V
η ∗VT

− 1)
V
η ∗VT

g=

Ie
I +I
I
1 dI
=
= 0
= 0
≈
r dV
η ∗ VT
η ∗ VT η ∗ VT

r≈

η ∗ VT K
=
I
I

K es constante a temperatura constante.

Para modelos de pequeña...