Diodos

ufeffINTRODUCCIÓN:
Un diodo (del griego "dos caminos") es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica en una única dirección con características similares a un interruptor. De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y porencima de ella como un corto circuito con muy pequeña resistencia eléctrica.
Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de convertir una corriente alterna en corriente continua.
Diodo PN o de Unión PN
Los diodos PN son uniones de dos materiales semiconductores extrínsecos tipos P y N, por lo que también reciben la denominación de UniónPN. 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).







Formación de la zona de carga espacial
Al unir ambos cristales, se manifiesta una difusión de electrones del cristal Nal P (Je).
Al establecerse 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.
A medida que progresa el proceso de difusión, la zona de carga espacial va incrementando su anchura profundizando en los cristales a ambos lados de la unión. Sin embargo, laacumulación de iones positivos en la zona N y de iones negativos en la zona P, crea un campo eléctrico (E) que actuará sobre los electrones libres de la zona n con una determinada fuerza de desplazamiento, que se opondrá a la corriente de electrones y terminará deteniéndolos.
Este campo eléctrico es equivalente a decir que aparece una diferencia de tensión entre las zonas P y N. Esta diferencia depotencial (V0) es de 0,7 V en el caso del silicio y 0,3 V si los cristales son de germanio.
La anchura de la zona de carga espacial una vez alcanzado el equilibrio, suele ser del orden de 0,5 micras pero cuando uno de los cristales está mucho más dopado que el otro, la zona de carga espacial es mucho mayor.
Al dispositivo así obtenido se le denomina diodo, que en un caso como el descrito, talque no se encuentra sometido a una diferencia de potencial externa, se dice que no está polarizado. 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).
A (p)

C ó K (n)
Representación simbólica del diodo PN
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.



Polarización directa

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 que un diodo esté polarizado directamente, tenemos que conectar el polo positivo de labatería al ánodo del diodo y el polo negativo al cátodo. En estas condiciones podemos observar que:
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 que empuja a los huecos hacia la unión P-N.
Cuandola 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 la zona P atravesando la zona de carga...