Diodos, conceptos generales

Algo sobre Diodos
Un diodo semiconductor de estado sólido consta de dos partes, dos cristales de silicio (Si)…diferentes? Un cristal
de silicio en estado puro es un elemento químico de valencia +4. Para obtener los dos cristales semiconductores
diferentes con los que construir un diodo es necesario “doparlos”, añadiéndole a la estructura molecular de cada
uno impurezas pertenecientes a átomosde otros elementos químicos (también semiconductores).
Para fabricar un diodo, entonces, uno de los cristales de silicio se dopa añadiéndole como impureza un elemento
químico de valencia +3 (trivalente) como el galio (Ga), por ejemplo. Se obtiene así un semiconductor “tipo-p”, con
polaridad positiva (P), que presentará falta de electrones en la última órbita de los átomos de galio añadidos. Sesuele hablar de “huecos” para referirnos a los lugares que debían estar ocupados por los electrones faltantes.
El otro cristal de silicio se dopa también durante el proceso de fabricación del diodo, pero añadiéndole como
impurezas átomos de otro elemento químico también semiconductor, pero de valencia +5 (pentavalente) como,
por ejemplo, antimonio (Sb). De este dopado se obtiene unsemiconductor “tipo-n”, con polaridad negativa (N),
caracterizado por exceso de electrones libres en la última órbita de los átomos de antimonio añadidos.

¿CÓMO SE FORMA UN DIODO DE SILICIO DE UNIÓN "p-n"?
Poniendo en contacto dos cristales semiconductores de silicio (Si), uno
de “tipo-p” (positivo) y otro de “tipo-n” (negativo). Se crea un diodo
de empalme o de unión “p-n”.
En la zona de unión p-nde las dos piezas se crea una “barrera de
potencial”, que impide que los electrones libres concentrados en la
parte negativa salten a la parte positiva para “unirse” con los huecos
presentes en esa parte del semiconductor. Hasta tanto los electrones
no alcancen el nivel de energía necesario, no podrán atravesar esa barrera. Esa energía podrán obtenerla al
conectar los dos extremos del diodo auna fuente de fem externa (…o sea que un diodo es un dipolo pasivo).
A ambos lados de la barrera de potencial se forma una “zona de deplexión” (también llamada zona de
agotamiento, de vaciado, de carga espacial o de despoblación), zona o región aislada, libre de portadores
energéticos. Esta zona de deplexión aleja a los portadores de carga del punto de unión p-n cuando el diodo no seencuentra conectado a voltaje suficiente, o cuando se conecta a un voltaje inverso.
Para que los electrones en exceso en el semiconductor con polaridad negativa (N) puedan atravesar la barrera de
potencial del diodo y saltar a la parte positiva y “llenar” los huecos, es necesario energizarlos creando una
diferencia de potencial entre los extremos del diodo, por medio de una fuente de fuerzaelectromotriz. Los diodos
de silicio (Si) requieren una ddp de 0,7V de polarización directa; en cambio los de germanio (Ge) sólo 0,3V.

Símbolo de un diodo semiconductor común y aspecto físico externo que
presentan la mayoría de los diodos de silicio.
El ánodo “A” constituye la parte positiva y el cátodo “K” la negativa.

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FORMAS DE “POLARIZACIÓN” (CONEXIÓN) DEL DIODO

Diodo polarizadodirectamente
Para que la corriente eléctrica circule a través de un diodo, es necesario que el polo
negativo (–) de la fuente de fem se conecte al cátodo “K” o parte negativa del diodo y el
polo positivo al ánodo (circulará a partir de un valor umbral de ddp)

Diodo polarizado inversamente
Esta forma de conexión impide que circule corriente
(salvo que la ddp sea tanta que produzca la ruptora deldiodo).

CARACTERÍSTICAS DE LOS DIODOS COMUNES
La forma de funcionamiento de un diodo común de silicio se puede apreciar observando su curva característica.
La curva (representada en color verde) muestra la relación entre la ddp aplicada a los terminales del diodo y la
intensidad de corriente que circula por él.
Se observa que polarizado directamente no comienza a conducir
hasta que no se...