Diodos

Caracterización de diodos y su aplicación en circuitos
Valeria Jesiotr Ezequiel Bernatene Emilio Winograd Laboratorio de electrónica, Departamento de Física, FCEyN, UBA. Agosto 2005.

Resumen
El objetivo de este trabajo es lograr, mediante el cálculo y análisis de magnitudes características, una descripción general del funcionamiento de un diodo común y uno Zener, así como las diferentesaplicaciones de los mismos en circuitos simples. Se midió la respuesta de ambos diodos a la variación de tensión, determinándose que la tensión mínima de conducción fue de 0.7V. Utilizando cuatro diodos reales se armó un dispositivo rectificador de onda completa, verificando que la variación en la tensión de salida, disminuía frente a un aumento en la capacidad. También se armaron dos circuitosrecortadores, observándose que la señal de salida resultaba “recortada” en uno de sus semiciclos. Por último, se armó un circuito enclavador, y se observó su propiedad de limitar la tensión de salida de manera regulable.

1. Introducción
1.1 Efectos de los diodos en un circuito electrónico El diodo es un dispositivo electrónico de dos terminales (cátodo y ánodo) que presenta un comportamiento nolineal: permite el flujo de corriente en un sentido, y bloquea el flujo en el sentido opuesto. Su símbolo circuital puede observarse en la figura 1.

Figura 1: Símbolo circuital del diodo y sus dos terminales.

Cuando el diodo conduce, la corriente circula desde el ánodo hacia el cátodo y se dice que el diodo está polarizado en directa. Cuando el ánodo está a menor potencial que el cátodo, eldiodo se polariza en inversa y no permite que circule corriente desde el cátodo hacia el ánodo. Para ser precisos se debe hacer una distinción entre lo que es un diodo ideal y uno real. En un diodo ideal, las características mencionadas se producen sin importar la diferencia de potencial entre los terminales ni la tensión aplicada sobre el diodo, y conducen como un cable ideal cuando la diferencia detensión entre ánodo y cátodo es positiva. En un diodo real, en cambio, existe una limitación en la diferencia de potencial a la que se lo somete cuando está polarizado en inversa (VR), así como también una restricción en la corriente que puede circular por él. Si no se respetan alguna de estas dos limitaciones, el diodo se rompe y deja de funcionar como tal. Además, se produce una caída detensión en el diodo cuando está polarizado en directa algo inferior a 1V (echo que no ocurre en el diodo ideal) y su conducción con está polarización, es peor que la de un cable ideal. Estas diferencias pueden observarse en la figura 2. [1]

Figura 2: Curvas V-i: (a) para un diodo ideal; (b) para un diodo real.

Otra de las diferencias que existe es que el diodo real tiene un tiempo de respuesta.Esto quiere decir que cuando se le intenta circular corriente de

cátodo a ánodo, no es instantánea su polarización en inversa y por consiguiente existe una corriente en esa dirección durante un intervalo de tiempo. Cuando uno supone que trabaja con un diodo ideal, este tiempo de respuesta es nulo, ya que se considera que el diodo se polarizará instantáneamente. No es el diodo real el único diodoque se utiliza. Existen otros tipos, como el diodo Zener, diodos led, diodos túnel, etc., que también son utilizados. A efectos de este trabajo describiremos únicamente al diodo Zener. El diodo Zener es un diodo que tiene la capacidad de permitir un flujo de corriente cuando está polarizado en inversa. Cuando la tensión aplicada entre cátodo y ánodo es menor a un cierto VR, el diodo permite elpaso de corriente en sentido del cátodo hacia el ánodo, y para valores superiores a VR el diodo funciona como un diodo real. Este comportamiento se puede observar en la figura 3.

Figura 3: Curvas V-i: para un diodo Zener.

1.2 Funcionamiento del diodo Los diodos se componen de dos semiconductores: uno de tipo P y otro de tipo N, formando una unión de la clase P-N. Los semiconductores de tipo...