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Unidad 1: El Diodo:
El diodo es el dispositivo electrónico semiconductor de estado sólido no lineal más simple. Formado por la unión de dos materiales de características diferentes: un material “p” con un material “n” (Unión pn), cuya función principal es permitir el paso de la corriente eléctrica en un solo sentido.
El Terminal “p” recibe el nombre de ánodo (A) mientras que elTerminal “n” recibe el nombre de cátodo (K). El símbolo electrónico del diodo se muestra en la figura:




1.- El Diodo Ideal:
En forma ideal, cuando el voltaje del ánodo supera al del cátodo el diodo se comporta como un cortocircuito, mientras que cuando el voltaje del cátodo es mayor, el diodo se comporta como un circuito abierto.

VA < VK
VD < 0


VA > VK
VD > 0




2.- ElDiodo Real:
En la realidad, para considerar que el diodo está conduciendo, el voltaje del ánodo debe superar al voltaje del cátodo en un valor llamado Tensión Umbral (). Además, en dicha condición, no se considera como un conductor perfecto sino que presenta una caída de tensión.

VA
VK
VD
Comportamiento

1V
0.9V
0.1V


2V
1V
1V


1V
2V
-1V


1V
19V
-18V



Latensión umbral es de 0.7 V para los diodos de silicio y 0.3 V para los de Germanio.
Cuando el diodo supera la tensión inversa de ruptura (VBRK), se daña y deja pasar una corriente muy grande en sentido inverso.
Se puede modelar al diodo en una forma mejorada colocando una resistencia (Rf) en serie con la fuente de voltaje. Esto normalmente solo es necesario cuando el diodo se encuentra en uncircuito que contiene valores de resistencias bajos.

3.- Corriente en un Diodo:
Cuando el diodo comienza su estado de conducción, la corriente aumenta en forma exponencial según la ecuación:

Donde:
Corriente Inversa del diodo o corriente de fuga.
donde la temperatura debe estar en grados Kelvin

Nota:
A temperatura ambiente (25º C o 300 ºK)


4.- Dependencia con laTemperatura:
Tanto la tensión umbral como la corriente inversa del diodo son valores que dependen de la temperatura.

Tensión Umbral Silicio: V
Germanio: V

Corriente Inversa:

En base a la ecuación anterior se asume que la corriente inversa de saturación se duplica aproximadamente por cada 10ºC de aumento de la temperatura.

5.- Resistencia Dinámica(rd):
Se define como el inverso de la pendiente de la característica tensión-corriente del diodo. Aunque no tiene un valor fijo, su variación es tan poca que puede considerarse constante dentro del intervalo de operación del diodo.
considerando e invirtiendo concluimos que

La resistencia en directo del diodo (Rf) está formada por la resistencia dinámica más la resistencia de contactode la unión. Siendo está última despreciable
6.- Casos de Estudio:

a.- El primer caso de estudio corresponde a circuitos que solo contienen fuentes constantes, en los cuales el estado de los diodos se mantiene fijo. Por lo tanto, solo debemos averiguar cuales diodos se encuentran conduciendo (on) y cuales no (off).
En este caso debemos asumir una condición para cada uno de los diodos yluego verificarlas en base a las siguientes consideraciones:
Para los diodos que asumimos abiertos debemos demostrar que el voltaje en sus cátodos es mayor que el de sus ánodos.
Para los diodos que asumimos en conducción debemos demostrar que la corriente en la dirección de conducción es positiva.

Nota:
Para calcular el voltaje en un punto dado (ánodo o cátodo) sumaremos algebraicamente losvoltajes de todos los elementos desde dicho punto hasta tierra sin pasar por ningún abierto.
Los circuitos con fuentes digitales pueden ser analizados bajo el mismo principio con cada uno de los valores de la fuente.

b.- El segundo tipo de estudio corresponde a circuitos que contienen fuentes que varían analógicamente. En este caso lo más recomendable es analizar todas las posibles...