Teoria De Diodos

1. TIPOS DE DIODOS

1.1 DIODO SEMICONDUCTOR

El primer dispositivo electrónico que se presentará se denomina diodo. Es el más sencillo de los dispositivos semiconductores, pero no por ello deja de ser importante en los sistemas electrónicos, con sus características que se asemejan en gran medida a las de un sencillo interruptor. Se encontrará en una amplia gama de aplicaciones, que seextienden desde las simples hasta las sumamente complejas.

El diodo semiconductor se forma uniendo los materiales tipo N y tipo P, como se observa en la figura 1.1, en el inciso b) de esta figura, se muestra su símbolo de este dispositivo; asimismo, el diodo debe estar construido a partir del mismo material base, el cual puede ser Ge o Si, donde a la parte P se le llama Ánodo y a la parte N cátodo.Las dimensiones de los bloques del material tipo N y tipo P, así como las técnicas y tecnologías que se utilizan para unirlos no son parte de los objetivos del curso y por esa razón no se abordará el tema.


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a) b)
Figura 1.1 a) Construcción del diodo semiconductor y b) Símbolo.


Región deAgotamiento

En el momento en que dos materiales son unidos (uno tipo N y el otro tipo P), los electrones y los huecos que están cerca de la región de la "unión", se combinan y esto da como resultado la formación de iones positivos y negativos, careciendo de portadores (tanto mayoritarios como minoritarios) en la zona próxima a la unión. Esta región de iones negativos y positivos descubiertosrecibe el nombre de Región de Agotamiento por la ausencia de portadores y se manifiesta como una diferencia de potencial entre dichos materiales. A temperatura ambiente, los diodos de Si tienen un voltaje de barrera aproximadamente de 0.7 V, mientras que para diodos de Ge es de 0.3 V. Este potencial decrece al incrementarse la temperatura.

Polarización del diodo

Existen tres posibilidades alaplicar un voltaje a través de las terminales del diodo:

- No hay polarización (VD = 0 V).
- Polarización directa (VD > 0 V).
- Polarización inversa (VD < 0 V).






Condición de No Polarización: VD = 0 V

En condiciones sin polarización, como se muestra en la figura 1.1.2 los portadores minoritarios (huecos) en el material tipo N que se encuentran dentro de la región de agotamientopasarán directamente al material tipo P y viceversa. En ausencia de un voltaje de polarización aplicado, el flujo neto de carga (corriente) en cualquier dirección es cero para un diodo semiconductor.

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Figura 1.1.2 Diodo Semiconductor sin polarización.
 
 
 Condición de polarización directa: VD > 0 V.
 
Una condición de polarización directa se establece aplicando el potencialpositivo al material P y el potencial negativo al material N, como se muestra en la figura 1.1.3, esto obligará a los electrones en el material tipo N y a los huecos en el material tipo P para recombinarse con los iones de la frontera y reducir la anchura de la región de agotamiento hasta desaparecerla cuando VD sea igual o mayor a 0.7 V para diodos de Silicio. Asimismo, la corriente en el diodo ID seráigual a la corriente de portadores mayoritarios menos la corriente de portadores minoritarios (IS), pero para términos prácticos la IS es despreciable o tiende a cero, por lo que la ID es igual a la corriente de portadores mayoritarios.
 

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Figura 1.1.3 Polarización directa del diodo semiconductor.
 


Condición de polarización inversa: VD < 0 V
 
La polarización inversa seestablece aplicando el potencial positivo al material N y el potencial negativo al material P, como se muestra en la figura 3.4, bajo esta condición el número de iones positivos descubiertos en la región de agotamiento del material tipo N aumentará debido al mayor número de electrones libres atraídos hacia el potencial positivo del voltaje aplicado, como se observa en la figura 1.1.4. El número de...