2.1 El diodo y aplicaciones

1.2 Propósito: Identifica características principales de componentes de circuitos electrónicos, aplicando los principios de funcionamiento de los materiales semiconductores con los que están fabricados. (Diodos).

Un diodo (del griego "dos caminos") es un dispositivo semiconductor formado por uniones de dos materiales semiconductores extrínsecos tipos p y n que permite el paso de la corrienteeléctrica en una sola dirección.

Hay que destacar que ninguno de los dos cristales por separado tiene carga eléctrica, ya que en cada cristal, el número de electrones y protones es el mismo, de lo que podemos decir que los dos cristales, tanto el p como el n, son neutros. (Su carga neta es 0).


Al unir ambos cristales, se manifiesta una difusión de electrones del cristal n al p (Je).
Alestablecerse estas corrientes aparecen cargas fijas en una zona a ambos lados de la unión, zona que recibe diferentes denominaciones como zona de carga espacial, de agotamiento, de deplexión, de vaciado, etc.

Al dispositivo así obtenido se le denomina diodo, Al extremo p, se le denomina ánodo, representándose por la letra A, mientras que la zona n, el cátodo, se representa por la letra C (o K).Cuando se somete al diodo a una diferencia de tensión externa, se dice que el diodo está polarizado, pudiendo ser la polarización directa o inversa.



En este caso, la batería disminuye la barrera de potencial de la zona de carga espacial, permitiendo el paso de la corriente de electrones a través de la unión; es decir, el diodo polarizado directamente conduce la electricidad.

Para queun diodo esté polarizado directamente, tenemos que conectar el polo positivo de la batería al ánodo del diodo y el polo negativo al cátodo.

• El polo negativo de la batería repele los electrones libres del cristal n, con lo que estos electrones se dirigen hacia la unión p-n.
• El polo positivo de la batería atrae a los electrones de valencia del cristal p, esto es equivalente a decir queempuja a los huecos hacia la unión p-n.
• Cuando la diferencia de potencial entre los bornes de la batería es mayor que la diferencia de potencial en la zona de carga espacial, los electrones libres del cristal n, adquieren la energía suficiente para saltar a los huecos del cristal p, los cuales previamente se han desplazado hacia la unión p-n.
• Una vez que un electrón libre de la zona n salta a lazona p atravesando la zona de carga espacial, cae en uno de los múltiples huecos de la zona p convirtiéndose en electrón de valencia. Una vez ocurrido esto el electrón es atraído por el polo positivo de la batería y se desplaza de átomo en átomo hasta llegar al final del cristal p, desde el cual se introduce en el hilo conductor y llega hasta la batería.



En este caso, el polo negativo dela batería se conecta a la zona p y el polo positivo a la zona n, lo que hace aumentar la zona de carga espacial.


Corriente máxima (Imax ). Es la intensidad de corriente máxima que puede conducir el diodo sin fundirse por el efecto Joule. Dado que es función de la cantidad de calor que puede disipar el diodo, depende sobre todo del diseño del mismo.
Corriente inversa de saturación (Is ). Esla pequeña corriente que se establece al polarizar inversamente el diodo, admitiéndose que se duplica por cada incremento de 10º en la temperatura.
Corriente superficial de fugas. Es la pequeña corriente que circula por la superficie del diodo (ver polarización inversa), esta corriente es función de la tensión aplicada al diodo, con lo que al aumentar la tensión, aumenta la corriente superficialde fugas.
Tensión de ruptura (Vr ). Es la tensión inversa máxima que el diodo puede soportar antes de darse el efecto avalancha.

Efecto avalancha: (diodos poco dopados). En polarización inversa se generan pares electrónhueco que provocan la corriente inversa de saturación; si la tensión inversa es elevada los electrones se aceleran incrementando su energía cinética de forma que al chocar...