Diodo: su principio de funcionamiento, tipos, 7 aplicaciones importantes

CONTENIDO

  • Definición
  • Símbolo de diodo
  • Características importantes
  • Técnica de polarización de diodos
  • Tipos importantes
  • Aplicaciones de diodos

¿Qué son los diodos?

Definición de diodo:

“Un diodo es un elemento electrónico especial con dos electrodos denominados Ánodo y Cátodo”.

Diferentes tipos de diodos
Diferentes tipos de diodoss

                                 

La mayoría de los diodos están hechos de semiconductores como silicio, germanio o selenio.

¿Cómo funciona un diodo?

Principio de funcionamiento del diodo:

Las características básicas de un diodo son llevar corriente eléctrica en una sola dirección. Si el cátodo se carga negativamente a un voltaje mayor que el ánodo, una cierta corriente llamada "ruptura directa" comienza a fluir a través de él.

Cuando el cátodo se carga + ve con respecto al ánodo, no conducirá ninguna corriente. Estos pueden funcionar como rectificadores, interruptores y limitadores.

La sobretensión de ruptura directa es de aproximadamente 0.6 voltios para el silicio, 0.3 voltios para el germanio y 1 voltio para el material de selenio, respectivamente.

En el punto de ruptura hacia adelante, si una señal analógica fluye a través del diodo, la forma de onda de la señal es inexacta y distorsionada. Todas las señales que se generan son múltiplos armónicos e integrales de la frecuencia de entrada. Estos generalmente producen señales a frecuencia de microondas con el nivel y polaridad correctos de aplicación de voltaje.

Símbolo de diodo:

Diodo
Símbolo de diodo

Características importantes de los diodos:

  • El diodo es un componente electrónico de dos terminales.
  • Tiene menor resistencia en una dirección y mayor en otra dirección.
  • La mayoría de los diodos están hechos de silicio.
  • La caída de voltaje bajo una condición de polarización directa es de 0.7 voltios aproximadamente.
  • En el sesgo inverso, aumentará la región de la capa de agotamiento.

Diferentes tipos de diodos:

1. Diodo de unión PN -

"Un diodo es una unión PN con tipo P en un lado y tipo N en el otro lado".

2. Diodo emisor de luz (LED) -

“El LED es una fuente de luz semiconductora que emite luz cuando la corriente fluye a través de ella”.

3. Foto diodo -

"Este es un diodo de unión PN basado en semiconductores, si se expone a la luz produce una diferencia de potencial"

4.   Diodo Schottky -

 "Esto está diseñado por la unión de un semiconductor con un metal. En algún momento conocido como diodo portador caliente ”.

5.   Diodo de túnel -

" Un diodo semiconductor que tiene efectivamente una resistencia negativa debido al túnel ”.

6.   Diodo varactor -

 "Un diodo con capacitancia interna cambiante con los cambios de voltaje inverso ”.

7.   Diodo Zener -

"Un tipo especial de diodo, diseñado para permitir que la corriente se traslade hacia atrás cuando se aplica un voltaje inverso ”.

¿Qué son los diodos ideales?

En un diodo ideal, cuando está en polarización directa, la corriente comienza a fluir libremente desde el dispositivo. En uno ideal, generalmente sin caída de voltaje cuando se polariza hacia adelante. Todas las demás fuentes de voltaje caen a través de las resistencias del circuito. Cuando tiene polarización inversa, en un diodo ideal no hay flujo de corriente y tendrá una resistencia infinita.

¿Qué son los diodos prácticos?

En un diodo práctico, algunas de las resistencias permiten que la corriente fluya si hay polarización directa. Debido a la presencia de las resistencias, algo de energía se disipa cuando la corriente comienza a fluir a través de la polarización directa. Cuando está en polarización inversa, debido a la alta resistencia que puede conducir.

Un diodo es normalmente una unión PN.

  1. Es una barrera potencial. Para superar este problema aplicando un voltaje adicional a la unión pn, puede conducir.
  2. Por tanto, la corriente pasará a través de la unión pn cuando se omita el potencial de barrera.
  3. Es con dos conductos metálicos que se conoce como unión pn.
  4. El proceso de aplicación de voltaje externo es polarización de canal.

Sesgo hacia adelante:

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Diodo en polarización directa
Crédito de la imagen:  skei , PnJunction-Diodo-ForwardBiasCC BY-SA 2.5
  • Una batería conectó el terminal + ve al lado p del diodo de unión pn y luego conecte el terminal -ve al lado n.
  • Si aplicamos un voltaje externo que es mayor que la barrera de potencial, comienza a conducir la corriente para pasar
  • El diodo está conectado a una fuente de voltaje CC (V)
  • El voltaje a través del diodo se llama característica directa del diodo de unión pn
  • No fluye corriente de diodo hasta que se alcanza A porque el voltaje externo Vf  se opone a la tensión incorporada cuyo valor es 0.
  • Sin embargo, el voltaje aumenta más allá de A y la corriente del diodo disminuye rápidamente.
  • Si la corriente directa es externamente hacia atrás, corta el eje de voltaje en un punto desde el cual Vk puede ser determinado

Polarización inversa:

Bias inversa de diodo de unión Pn
Diodo en polarización inversa
Crédito de la imagen: skeiPnJunction-Diode-Bias inversaCC BY-SA 2.5
  • Si se aplica voltaje a los diodos de unión pn, se conecta una terminal al semiconductor tipo p. De manera similar, el terminal + ve está conectado al tipo n.
  • Los agujeros del lado p se atraen hacia el terminal -ve. Mientras que los electrones libres del lado n se atraen hacia el terminal + ve.
  • La polarización inversa aumenta en pasos y se observa la corriente del diodo.
  • Cuando la polarización inversa aumenta VBR la corriente inversa del diodo aumenta muy pronto.

Propiedad de conmutación de diodos:

En polarización directa, cuando se aplica un voltaje pequeño, el diodo conduce, lo que excede el corte de voltaje conocido como estado encendido.

En polarización inversa, solo las fuentes de corriente de voltaje pequeño con voltaje aplicado en sentido inverso que es menor que el valor de ruptura se conocen como estado apagado

En la conmutación, la propiedad de un diodo cambia del estado activado de polarización directa al estado desactivado de polarización inversa o viceversa.

Aplicaciones de diodos

corrección:

Un diodo generalmente actúa como un rectificador, aplanando una fuente de alimentación de CA en una fuente de alimentación constante. Esto puede lograr esta tarea obstruyendo el flujo en una dirección y pasando por la otra dirección.

Emisión de luz:  

El LED proporciona una fuente de luz mucho más eficiente. Las bombillas cuestan más que sus contrapartes incandescentes, en parte porque requieren circuitos de control adicionales para funcionar con energía CA.

Disipación de carga inductiva:

Los diodos se utilizan en esta aplicación, cuando se apaga una carga inductiva, la energía que tiene almacenada debe ir a alguna parte. Sin la protección adecuada del circuito, la energía almacenada puede provocar picos de voltaje que pueden formar un arco a través del interruptor y potencialmente sobrecargar un transistor.Esta configuración permite que la corriente se disipe a través del inductor y se retroalimenta a la fuente de alimentación y protege el circuito.

Detección y control:

Los semiconductores pueden generar fácilmente cargas eléctricas basadas en los efectos ópticos. En general, estos dispositivos están empaquetados de tal manera que bloquean la luz para evitar una actividad eléctrica no deseada. Los fotodiodos están diseñados para optimizar este efecto. Estos fotodiodos se utilizan a menudo en el espectro de infrarrojos, como dentro de los controles remotos de los consumidores.

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