Tutorial Diodos

Fundamentos de Electrónica – Introducción a los diodos

2- 1

CAPÍTULO 2

INTRODUCCIÓN A LOS DIODOS
2.1

EL DIODO

El diodo es un dispositivo básico –pero muy importante- de dos terminales, el ANODO y el
CATODO. El símbolo circuital para el diodo aparece en la figura 2.1a, y una característica
volt-ampere típica se muestra en la figura 2.1b.
id

iD
Anodo

Cátodo
+

vD

-

a) símbolo circuitalhoyos

Anodo

+ +
p
+ tipo
+

electrones
-

tipo n
-

Cátodo

vd
Zona de
ruptura
inversa

Zona de
polarización
inversa

Zona de
polarización
directa

Barrera de campo eléctrico
c) estructura física simplificada

b) característica volt-ampere (CPM)
Figura 2.1: Diodo semiconductor

Como se muestra en la figura 2.1a, el voltaje vD aplicado a un diodo tiene referencia
positiva en el ánodo y negativa enel cátodo; similarmente, la corriente iD en el diodo tiene
referencia positiva de ánodo a cátodo.
Nótese en la característica de la figura 2.1b que si el voltaje vD aplicado es positivo, se
establece una corriente relativamente grande para voltajes pequeños. Esta condición se
denomina de POLARIZACIÓN DIRECTA. Así, la corriente fluye con facilidad por el
diodo en la dirección indicada por la “puntade la flecha” del símbolo.
A la inversa, para valores negativos (moderados) de vD, la corriente iD es pequeña.
Corresponde esta situación a la región de POLARIZACIÓN INVERSA. Para voltajes
negativos suficientemente grandes se alcanza la zona inversa de ruptura (breakdown),
donde la corriente alcanza rápidamente magnitud despreciable.
La operación en zona inversa de ruptura, caracterizada porvoltaje y corriente
suficientemente grandes, involucra una fuerte potencia a disipar, normalmente una
elevación de temperatura que puede conducir al daño irreversible del dispositivo (por
sobredisipación, calentamiento excesivo).

2- 2

Fundamentos de Electrónica – Introducción a los diodos

En las aplicaciones en las que deliberadamente se trabaja el dispositivo en la zona inversa
de ruptura, debentomarse las precauciones para evitar sobrecalentamiento. Un ejemplo de
estas aplicaciones corresponde a los diodos Zener (a revisar más adelante).
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA FÍSICA DEL DIODO.
(Una descripción muy utilitaria)
Los diodos semiconductores consisten en la unión (juntura) de dos tipos de material
semiconductor (usualmente Silicio dopado con impurezas cuidadosamente seleccionadas).
En unlado de la juntura, las impurezas crean un material tipo-n, caracterizado por un gran
número de electrones libres. En el otro lado de la juntura se emplea un tipo distinto de
impurezas para crear (en su efecto) partículas de carga positiva denominadas huecos (u
hoyos), material tipo-p.
Como se muestra en 2.1c, un diodo se forma con la unión de un material tipo-p (ánodo) con
un material tipo-n(cátodo). Aún sin voltaje aplicado se establece una barrera de campo
eléctrico en la juntura, la que previene la recombinación de electrones y hoyos,
manteniéndolos confinados en sus lados.
Si se aplica externamente un voltaje con polaridad positiva en el lado-n (cátodo), la barrera
es reforzada y los portadores de carga no pueden atravesar la juntura. El campo eléctrico
positivo atrae a los electrones,así como el terminal negativo atrae a los hoyos (positivos).
Se produce un desplazamiento transitorio de los portadores hasta que las atracciones
descritas se equilibran con aquellas debidas al diferente signo de los portadores.
Virtualmente no hay flujo de portadores, es decir, no se establece corriente.
En sentido opuesto, esto es aplicando un voltaje positivo al lado-p (ánodo), la barrera sedebilita y los portadores la cruzan, estableciendo una corriente. El campo positivo repele a
los hoyos, así como el campo negativo repele a los electrones; la fuerza de atracción entre
cargas opuestas contribuye en igual sentido.
Así, en definitiva, la juntura no conduce a una polaridad del voltaje aplicado (positivo en el
cátodo, tipo-n), y conduce fuertemente para la otra polaridad (positivo en...