El Diodo
Páginas: 14 (3322 palabras)
Publicado: 24 de noviembre de 2012
DIODO ELÉCTRICO.
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. El sentido permitido para la corriente es de A a K.
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Figura 1: Símbolo ycurva característica tensión-corriente del diodo ideal.
El funcionamiento del diodo ideal es el de un componente que presenta resistencia nula al paso de la corriente en un determinado sentido, y resistencia infinita en el sentido opuesto. La punta de la flecha del símbolo circuital, representada en la figura 1, indica el sentido permitido de la corriente.
• [pic]presenta resistencianula.
• [pic]presenta resistencia infinita.
DIODO DE UNION PN
Actualmente los diodos se fabrican a partir de la unión de dos materiales semiconductores de características opuestas, es decir, uno de tipo N y otro de tipo P. A esta estructura se le añaden dos terminales metálicos para la conexión con el resto del circuito.
En la Figura 3: se presenta el esquema de los dos tipos dediodos que se fabrican actualmente, el diodo vertical y el plano.
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Figura 3: Esquemas de diodos de unión PN
El hecho de que los diodos se fabriquen con estos materiales conlleva algunas desviaciones de comportamiento con respecto al diodo ideal.
En este apartado se presenta en primer lugar el proceso de formación de los diodos de semiconductores para pasar después a exponer elcomportamiento eléctrico y las desviaciones con respecto al comportamiento ideal.
Formación de la unión PN
Supongamos que se dispone de un monocristal de silicio puro, dividido en dos zonas con una frontera nítida, definida por un plano. Una zona se dopa con impurezas de tipo P y la otra de tipo N (Figura 4). La zona P tiene un exceso de huecos, y se obtiene introduciendo átomos del grupo III en la redcristalina (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, aunque en una concentración varios órdenes de magnitud inferior (portadores minoritarios).
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Figura 4: Impurificación del silicio para la obtención de diodos PN
En cada zona la carga total es neutra: por cadaelectrón hay un ion positivo, y por cada hueco un ion negativo, es decir, no existen distribuciones de carga neta, ni campos eléctricos internos. En el momento mismo de crear dos zonas de diferente concentración de portadores, entra en juego el mecanismo de la difusión. Como se recordará, este fenómeno tiende a llevar partículas de donde hay más a donde hay menos. El efecto es que los electronesy los huecos cercanos a la unión de las dos zonas la cruzan y se instalan en la zona contraria, es decir:
• Electrones de la zona N pasan a la zona P.
• Huecos de la zona P pasan a la zona N.
Este movimiento de portadores de carga tiene un doble efecto. Centrémonos en la región de la zona P cercana a la unión:
1. El electrón que pasa la unión se recombina con un hueco.Aparece una carga negativa, ya que antes de que llegara el electrón la carga total era nula.
2. Al pasar el hueco de la zona P a la zona N, provoca un defecto de carga positiva en la zona P, con lo que también aparece una carga negativa.
El mismo razonamiento, aunque con signos opuestos puede realizarse para la zona N. En consecuencia, 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 (Figura 5).
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Figura 5: Formación de la unión PN
POLARIZACION
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 DE UN DIODO
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En este caso, la batería disminuye la barrera de potencial de la zona...
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. El sentido permitido para la corriente es de A a K.
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Figura 1: Símbolo ycurva característica tensión-corriente del diodo ideal.
El funcionamiento del diodo ideal es el de un componente que presenta resistencia nula al paso de la corriente en un determinado sentido, y resistencia infinita en el sentido opuesto. La punta de la flecha del símbolo circuital, representada en la figura 1, indica el sentido permitido de la corriente.
• [pic]presenta resistencianula.
• [pic]presenta resistencia infinita.
DIODO DE UNION PN
Actualmente los diodos se fabrican a partir de la unión de dos materiales semiconductores de características opuestas, es decir, uno de tipo N y otro de tipo P. A esta estructura se le añaden dos terminales metálicos para la conexión con el resto del circuito.
En la Figura 3: se presenta el esquema de los dos tipos dediodos que se fabrican actualmente, el diodo vertical y el plano.
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Figura 3: Esquemas de diodos de unión PN
El hecho de que los diodos se fabriquen con estos materiales conlleva algunas desviaciones de comportamiento con respecto al diodo ideal.
En este apartado se presenta en primer lugar el proceso de formación de los diodos de semiconductores para pasar después a exponer elcomportamiento eléctrico y las desviaciones con respecto al comportamiento ideal.
Formación de la unión PN
Supongamos que se dispone de un monocristal de silicio puro, dividido en dos zonas con una frontera nítida, definida por un plano. Una zona se dopa con impurezas de tipo P y la otra de tipo N (Figura 4). La zona P tiene un exceso de huecos, y se obtiene introduciendo átomos del grupo III en la redcristalina (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, aunque en una concentración varios órdenes de magnitud inferior (portadores minoritarios).
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Figura 4: Impurificación del silicio para la obtención de diodos PN
En cada zona la carga total es neutra: por cadaelectrón hay un ion positivo, y por cada hueco un ion negativo, es decir, no existen distribuciones de carga neta, ni campos eléctricos internos. En el momento mismo de crear dos zonas de diferente concentración de portadores, entra en juego el mecanismo de la difusión. Como se recordará, este fenómeno tiende a llevar partículas de donde hay más a donde hay menos. El efecto es que los electronesy los huecos cercanos a la unión de las dos zonas la cruzan y se instalan en la zona contraria, es decir:
• Electrones de la zona N pasan a la zona P.
• Huecos de la zona P pasan a la zona N.
Este movimiento de portadores de carga tiene un doble efecto. Centrémonos en la región de la zona P cercana a la unión:
1. El electrón que pasa la unión se recombina con un hueco.Aparece una carga negativa, ya que antes de que llegara el electrón la carga total era nula.
2. Al pasar el hueco de la zona P a la zona N, provoca un defecto de carga positiva en la zona P, con lo que también aparece una carga negativa.
El mismo razonamiento, aunque con signos opuestos puede realizarse para la zona N. En consecuencia, 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 (Figura 5).
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Figura 5: Formación de la unión PN
POLARIZACION
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 DE UN DIODO
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En este caso, la batería disminuye la barrera de potencial de la zona...
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