Capitula 4

Diodos de Unión: Circuitos y Aplicaciones
El dispositivo resistor más simple consiste en una barra homogénea de material con una determinada conductividad, cuyo comportamiento puede expresarse, recurriendo a la ley de Ohm, como una relación lineal entre la tensión y la intensidad. En realidad tal relación lineal es una aproximación que sólo resulta válida para valores “suficientemente” pequeñosde la tensión y la intensidad. Cualquier dispositivo resistivo real, incluso los supuestamente lineales, resulta ser no-lineal en la práctica. Sin embargo, en algunos dispositivos las no-linealidades son parásitos que se manifiestan sólo débilmente en condiciones de uso normal. Por contra, en otros dispositivos las condiciones de uso normal implican, y de hecho tratan de explotar, la operaciónno-lineal. Los diodos de unión, denominados simplemente diodos en muchos libros de texto, son probablemente los más conocidos de entre los resistores no-lineales de dos terminales. Pero existen muchos más; algunos de los cuales serán mencionados en este Capítulo. En este Capítulo se estudian distintos resistores de dos terminales de interés práctico y se presentan métodos para el análisis decircuitos compuestos por la interconexión de resistores de dos terminales y fuentes independientes de tensión e intensidad.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Conceptos Básicos Sobre Resistores No-Lineales de Dos Terminales Diodos Rectificadores. El Diodo de Unión Modelos Circuitales del Diodo de Unión Análisis de Circuitos con Diodos de Unión Aplicaciones del Diodo Control de las Características Mediante ParámetrosFísicos. Sensores

1. Conceptos Básicos Sobre Resistores No-Lineales de Dos Terminales
1.1. Características i-v i Los diodos pertenecen a la familia de dispositivos conocidos con el nombre de resistores de dos terminales. El símbolo genérico usado para los resistores no-lineales lo vimos en el Capítulo 2, y lo repetimos en el margen de la izquierda. Conviene recordar que estos dispositivosestán concebidos para establecer una relación funcional de tipo algebraico, f ( v, i ) = 0 (6.1)

+
v

−

entre la tensión y intensidad, consideradas éstas como variables reales. Desde un punto de vista geométrico, pues, la relación funcional establecida por un resistor define una curva en el plano real ( i, v ) . A tal curva suele denominarse curva característica, o simplemente característica,del resistor en cuestión. En la Fig.1 se muestran características para varios resistores de interés práctico a
Electrónica Básica © Angel Rodríguez Vázquez, Antonio Acosta Jiménez, Rocío del Río Este Documento es una copia de trabajo, incompleta, que puede contener errores, y cuya distribución sólo pueden autorizarla los autores. Queda totalmente prohibida su reproducción por cualquier medio noautorizado.

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2

i

i

v
(a) (b)

v i

i

(c)

v

(d)

v

Figura 1 Algunos resistores no-lineales: (a) diodo de unión; (b) diodo Zener; (c) diodo túnel; (d) diodo de cuatro capas.

los que prestaremos atención en este Tema; respectivamente: el diodo de unión, el diodo Zener, el diodo túnel y el diodo de cuatro capas. Dada su importanciapráctica, cada uno de estos resistores tiene su símbolo propio, que se muestra anexo a la correspondiente característica. Hay dispositivos resistores, por ejemplo el diodo de unión, donde la relación entre tensión e intensidad se puede obtener mediante el análisis y la formulación de las ecuaciones que rigen el movimiento de las cargas en el interior del dispositivo. Sin embargo, hay otros dondeesta formulación no es posible. En tal caso hay que recurrir a un procedimiento experimental para obtener las curvas características. Una vez obtenidas las características en forma gráfica, siempre es posible usar técnicas matemáticas de aproximación para obtener una fórmula cuya representación sea lo más cercana posible a la curva obtenida experimentalmente. En el mercado existen instrumentos...