FUNDAMENTO TEORICO Diodos

FUNDAMENTO TEORICO
Los diodos son dispositivos semiconductores que permiten hacer fluir la electricidad solo en un sentido.La flecha del símbolo del diodo muestra la dirección en la cual puede fluir la corriente. Los diodos son la versión eléctrica de la válvulao tubo de vacío y al principio los diodos fueron llamados realmente válvulas.

Polarizacion del diodo
Polarizacion en inversa
Figura2.4.- Polarización inversa de una unión p-n. Consiste en poner una tensión positiva del lado de la zona n y negativa del lado de la zona p.

Para polarizar inversamente una unión p-n colocamos una tensión continua con el lado negativo de la misma en la zona p y el lado positivo de la tensión en la zona n. La polaridad aplicada de esta manera es tal que tiende alejar a los h+ de la zona p y a los e-de la zona n de la unión. De esta manera, la zona de cargas fijas negativas se extenderá hacia el interior de la zona p y de forma análoga la zona de cargas positivas tenderá a penetrar en la zona n.

Por lo tanto, en principio resultará una corriente nula. Sin embargo, debemos de tener en cuenta a los portadores minoritarios (e- en la zona p y h+ en la zona n provenientes de la formación de parese- - h+ debida a la rotura térmica de enlaces). Así, el campo eléctrico aplicado tenderá a llevar a los e- de la zona p hacia la zona n y a los huecos de la zona n hacia la zona p. Esto supone una corriente resultante que se denomina corriente inversa de saturación o corriente de fugas. Esta corriente depende de la temperatura y no de pende de la tensión inversa aplicada.

Polarización directa.Figura 2.9.- Polarización directa de la unión p-n. La zona dipolar es más estrecha que la que aparece en la unión sin polarizar.

Cuando aplicamos una tensión directa V a una unión p-n, es decir, una tensión positiva del lado p y negativa del lado n. En primer lugar, la anchura de la zona de carga disminuye, disminuyendo también la barrera de potencial que aparece en dicha zona. Esta tensiónaplicada rompe el equilibrio establecido entre las fuerzas que sobre los portadores ejerce el campo eléctrico y las fuerzas que tienden a producir la difusión de los portadores minoritarios.

Para valores pequeños de la tensión de polarización (valores de tensión menores que la barrera de potencial) la circulación de corriente no será apreciable. Esto se debe a que el campo eléctrico que aparece en lazona de carga es más fuerte que el campo exterior aplicado, por lo tanto los portadores mayoritarios no podrán atravesar la zona de carga.
A medida que la tensión exterior aplicada aumenta y superamos el valor de la barrera de potencial, los portadores mayoritarios atravesarán la unión. Los h+ de la zona p se verán arrastrados hacia la zona n y los e- de la zona n hacia la zona p creándose unacorriente grande (debida a los mayoritarios) en el sentido de la zona p hacia la zona n.

CURVA CARACTERÍSTICA DEL DIODO
Puede demostrarse mediante la física del estado sólido que las características generales de un diodo semiconductor pueden definirse por la siguiente ecuación:

Donde
ID= Corriente que atraviesa el diodo
VD= Tensión (diferencia de potencial) entre los extremos del diodo
q = cargadel electrón en Culombios = 1,6 E-19 C
K = constante de Boltzman = 8,62 E-5 eV/K
T = Temperatura en Kelvin.
Para niveles bajos de tensión (en o bajo la rodilla de la curva)
n= 1 para el Ge
n= 2 para el Si
Para niveles relativamente altos de corriente (zona de ascenso rápido de la
curva)
n= 1 tanto para Si como para el Ge.
Por otra parte, se denomina “tensión equivalente de temperatura”a:

Así, por ejemplo, para temperatura ambiente (T = 300 K)
VT= 0,026 V = 26 mV.
La ecuación del diodo se suele escribir a veces en la forma


Con la polarización directa los electrones portadores aumentan su velocidad y al chocar con los átomos generan calor que hará umentar la temperatura del semi conductor. Este aumento activa la conducción en el diodo.


• Tensión umbral, de codo o de...