El diodo
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Publicado: 1 de junio de 2011
El Diodo
[pic]Figura 1.1: Simbología de los diferentes tipos de diodos.
Se le llama Diodo a aquel dispositivo semiconductor capáz de conducir corriente eléctrica a traves de el en un solo sentido y bloqueandola al ser conectado de manera contraria, teniendo características similares a las de un interruptor que funciona dependiendo del tipo de voltaje de polarización. Tieneun estado encendido, el que en teoría parece ser simplemente un circuito cerrado entre sus terminales, y un estado apagado, en el que sus características terminales son similares a las de un circuito abierto.
La gran utilidad de el diodo esta en los dos diferentes estados en que se puede encontrar dependiendo de la corriente eléctrica que este fluyendo en el, al poder tener estos dos estados, estos doscomportamientos los diodos tienen la opción de ser usados en elementos electrónicos en los que estos facilitan el trabajo.
En el año de 1904, el físico e ingeniero John Ambrose Fleming creó el primer diodo en Noviembre de este año anteriormente mencionado, llamandolo Válvula Termoiónica, se trataba de un bulbo parecido a la bombilla de Thomas Alva Edison y funcionaba bajo el Efecto Edison, este efectonos dice lo siguiente:
“La emisión termoiónica, conocida arcaicamente como efecto Edison es el flujo de partículas cargadas llamadas termoiones desde una superficie de metal (u óxido de metal) causada por una energía termal de tipo vibracional que provoca una fuerza electrostática que empuja a los electrones hacia la superficie. La carga de los termiones (que pueden ser positivos o negativos)será la misma a la carga del metal u óxido de metal. El efecto aumenta dramáticamente al subir la temperatura (1000–3000 K).”
Fragmento tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Edison
El diodo creado por Fleming es considerado como el inicio de la Electrónica, y gracias a este invento, Fleming recibió algunos años mas tarde la Gold Albert Medal por la Royal Society of Arts de Londres, lacreación del diodo brindó un gran avance dentro de la creación de nuevos dispositivos electrónicos y eléctricos, 31 años más tarde (en 1940), en los laboratorios Bell de AT&T, Russell Ohl descubrió la unión PN de los semiconductores cuando observaba el efecto fotovoltaico de ciertos materiales semiconductores, hasta que en 1949, el físico estadounidense William Bradford Shockley desarrolló lateoría del Diodo de Union PN, la cual, fomentó para la creación de los primeros diodos de unión PN y los primeros transistores de unión bipolar (BJT), trayendo mayores y mejores avances para la electrónica y el estudio de los semiconductores (tales como la creación de nuevos tipos de dispositivos semiconductores como los Circuitos Integrados [C.I.]).
Modelo Matemático
El modelo matemático másempleado ha sido el de Shockley (en honor a su descubridor William Bradford Shockley) y nos permite aproximar el comportamiento del diodo en la mayoría de sus aplicaciones.
La ecuación que liga la intensidad de corriente y la diferencia de potencial es:
[pic]
Donde:
I: es la intensidad de la corriente que fluye a través del diodo.
VD: es la diferencia de tensión entre sus extremos.
IS:es la corriente de saturación (aproximadamente 10-12 A).
q: es la carga del electrón (cuyo valor es 1.6*10-19).
T: es la temperatura absoluta de la unión.
k: es la constante de Boltzmann.
n: es el coeficiente de emisión, dependiente del proceso de fabricación del diodo y que suele adoptar valores entre 1 (para el germanio) y del orden de 2 (para el silicio).
El término VT = kT/q = T/11600 esla tensión debida a la temperatura, del orden de 26 mV a temperatura ambiente (300 K ó 27 °C).
Con objeto de evitar el uso de exponenciales (a pesar de ser uno de los modelos más sencillos), en ocasiones se emplean modelos más simples aún, que modelan las zonas de funcionamiento del diodo por tramos rectos; son los llamados modelos de continua o de Ram-señal que se muestran en la figura. El...
[pic]Figura 1.1: Simbología de los diferentes tipos de diodos.
Se le llama Diodo a aquel dispositivo semiconductor capáz de conducir corriente eléctrica a traves de el en un solo sentido y bloqueandola al ser conectado de manera contraria, teniendo características similares a las de un interruptor que funciona dependiendo del tipo de voltaje de polarización. Tieneun estado encendido, el que en teoría parece ser simplemente un circuito cerrado entre sus terminales, y un estado apagado, en el que sus características terminales son similares a las de un circuito abierto.
La gran utilidad de el diodo esta en los dos diferentes estados en que se puede encontrar dependiendo de la corriente eléctrica que este fluyendo en el, al poder tener estos dos estados, estos doscomportamientos los diodos tienen la opción de ser usados en elementos electrónicos en los que estos facilitan el trabajo.
En el año de 1904, el físico e ingeniero John Ambrose Fleming creó el primer diodo en Noviembre de este año anteriormente mencionado, llamandolo Válvula Termoiónica, se trataba de un bulbo parecido a la bombilla de Thomas Alva Edison y funcionaba bajo el Efecto Edison, este efectonos dice lo siguiente:
“La emisión termoiónica, conocida arcaicamente como efecto Edison es el flujo de partículas cargadas llamadas termoiones desde una superficie de metal (u óxido de metal) causada por una energía termal de tipo vibracional que provoca una fuerza electrostática que empuja a los electrones hacia la superficie. La carga de los termiones (que pueden ser positivos o negativos)será la misma a la carga del metal u óxido de metal. El efecto aumenta dramáticamente al subir la temperatura (1000–3000 K).”
Fragmento tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Edison
El diodo creado por Fleming es considerado como el inicio de la Electrónica, y gracias a este invento, Fleming recibió algunos años mas tarde la Gold Albert Medal por la Royal Society of Arts de Londres, lacreación del diodo brindó un gran avance dentro de la creación de nuevos dispositivos electrónicos y eléctricos, 31 años más tarde (en 1940), en los laboratorios Bell de AT&T, Russell Ohl descubrió la unión PN de los semiconductores cuando observaba el efecto fotovoltaico de ciertos materiales semiconductores, hasta que en 1949, el físico estadounidense William Bradford Shockley desarrolló lateoría del Diodo de Union PN, la cual, fomentó para la creación de los primeros diodos de unión PN y los primeros transistores de unión bipolar (BJT), trayendo mayores y mejores avances para la electrónica y el estudio de los semiconductores (tales como la creación de nuevos tipos de dispositivos semiconductores como los Circuitos Integrados [C.I.]).
Modelo Matemático
El modelo matemático másempleado ha sido el de Shockley (en honor a su descubridor William Bradford Shockley) y nos permite aproximar el comportamiento del diodo en la mayoría de sus aplicaciones.
La ecuación que liga la intensidad de corriente y la diferencia de potencial es:
[pic]
Donde:
I: es la intensidad de la corriente que fluye a través del diodo.
VD: es la diferencia de tensión entre sus extremos.
IS:es la corriente de saturación (aproximadamente 10-12 A).
q: es la carga del electrón (cuyo valor es 1.6*10-19).
T: es la temperatura absoluta de la unión.
k: es la constante de Boltzmann.
n: es el coeficiente de emisión, dependiente del proceso de fabricación del diodo y que suele adoptar valores entre 1 (para el germanio) y del orden de 2 (para el silicio).
El término VT = kT/q = T/11600 esla tensión debida a la temperatura, del orden de 26 mV a temperatura ambiente (300 K ó 27 °C).
Con objeto de evitar el uso de exponenciales (a pesar de ser uno de los modelos más sencillos), en ocasiones se emplean modelos más simples aún, que modelan las zonas de funcionamiento del diodo por tramos rectos; son los llamados modelos de continua o de Ram-señal que se muestran en la figura. El...
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