diodos

ELECTRONICA I

PROFESORA MARIA ISABEL SCHIAVON

FUNDAMENTOS DE DIODOS
El diodo ideal
El diodo ideal es un componente discreto que permite la circulación de corriente entre sus
terminales en un determinado sentido, mientras que la bloquea en el sentido contrario. En la
Figura 1 se muestran el símbolo y la curva característica tensión-intensidad del funcionamiento
del diodo ideal. Elsentido permitido para la corriente es de ánodo (a) a cátodo (k).

+
a

vD

iD

k

vD

iD
FIGURA 1: SÍMBOLO Y CURVA CARACTERÍSTICA TENSIÓN-CORRIENTE DEL DIODO IDEAL.

El diodo ideal es un componente que presenta resistencia nula al aso de la corriente en un
determinado sentido, y resistencia infinita en el sentido opuesto. La punta de la flecha del
símbolo de la figura 1 indica elsentido permitido de la corriente. En los circuitos de la figura 2
se ejemplifica el funcionamiento de un diodo ideal.

FIGURA 2: EJEMPLO DE FUNCIONAMIENTO DEL DIODO IDEAL.

En el circuito de la izquierda, el diodo permite la circulación de corriente, la corriente circula de
ánodo a cátodo y el diodo se comporta como un interruptor cerrado, la corriente que circula por
la resistencia es de 5mA. En el circuito de la derecha, el diodo impide el paso de corriente,
comportándose como un interruptor abierto, y la caída de tensión en la resistencia es nula: los
10V determinan la tensión inversa que soporta el diodo.
La Juntura PN
Si se divide un monocristal de silicio puro en dos zonas cuya frontera queda definida por un
plano, una zona se dopa con impurezas de tipo P y la otra de tipoN (figura 3). La zona P tiene
un exceso de huecos, y se obtiene introduciendo átomos del grupo III en la red cristalina (por
ejemplo, boro). La zona N dispone de electrones en exceso, procedentes de átomos del grupo
V (fósforo). En ambos casos se tienen también portadores de signo contrario (portadores
minoritarios), aunque en una concentración varios órdenes de magnitud inferior que la delos
portadores mayoritarios.

FIGURA 3: IMPURIFICACIÓN DEL SILICIO PARA LA OBTENCIÓN DE DIODOS PN

2012

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Dado que en cada zona la carga total es neutra, por cada electrón hay un Ion positivo, y por
cada hueco un Ion negativo, no existen distribuciones de carga neta ni campos eléctricos
internos. Al creardos zonas de diferente concentración de portadores, entra en juego el
mecanismo de la difusión que tiende a llevar partículas de donde hay más a donde hay menos.
El efecto es que los electrones y los huecos cercanos a la unión de las dos zonas la cruzan y
se instalan en la zona contraria, es decir que electrones de la zona N pasan a la zona P y
huecos de la zona P pasan a la zona N. Estemovimiento de portadores de carga tiene como
efecto que a ambos lados de la unión se va creando una zona de carga, que es positiva en la
zona N y negativa en la zona P tal como se muestra en la figura 4. La distribución de cargas
formada en la región de la unión provoca un campo eléctrico desde la zona N a la zona P.

FIGURA 4: FORMACIÓN DE LA UNIÓN PN

El campo eléctrico se opone al movimientode portadores según la difusión, y va creciendo
conforme pasan más cargas a la zona opuesta, hasta que la fuerza de la difusión y la del
campo eléctrico se equilibran y cesa el traslado de portadores. En ese momento está ya
formado el diodo de unión PN, y como resultado del proceso se ha obtenido una zona
semiconductora tipo P con una resistencia RP, una zona semiconductora tipo N con unaresistencia RN, y una zona de agotamiento que no es conductora puesto que no posee
portadores de carga libres. En ella actúa un campo eléctrico, o sea que existe una barrera de
potencial. Este proceso sucede instantáneamente en el momento en el que se generan las
zonas N y P por agitación térmica, o sea que no necesita ningún aporte de energía externa.
Polarización directa
El bloque PN descrito...