El Diodo

El diodo es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente en un solo sentido.

Esta formado por la unión de dos materiales semiconductores, uno del material tipo N y otro del material tipo P. En los diodos el material tipo N, suele ser silicio impurificado con fósforo, mientras que al material tipo P suele ser silicio impurificado con boro.

El material tipo N y el material tipo P se atraen mutuamente, pero el equilibrio no se altera porque hay varios iones (ion: átomo al que le faltan o sobran electrones) con carga positiva y negativa a cada lado de la juntura.

Los iones “tiran” de los electrones libres y de los huecos, evitando que se neutralicen a través de la unión. El resultado que se obtiene así es una situación de equilibrio, con una falta de electrones y huecos en la zona de unión.

Funcionamiento

Activamos el diodo aplicando la tensión de una batería, el polo negativo de la batería repele a los electrones del material N mientras que el polo positivo repelerá a las huecos del material P. Con un voltaje suficiente, los electrones pasarán a través de la juntura circulando desde el polo negativo hasta el polo positivo de la batería, originando así una corriente eléctrica.

Los huecos o cargas positivas atraviesan la unión en sentido opuesto a los electrones. La batería mantiene la corriente que circula a través del circuito, pero para que esta pueda atravesar el semiconductor, tiene que haber huecos en la unión que puedan ir siendo ocupados por los electrones.

Si el diodo deja circular la corriente de un material semiconductor a otro, se dice que el diodo está en polarización directa.

La diferencia de potencial entre los extremos del diodo en polarización directa no supera los 0,7V para los diodos que son fabricados con silicio; y de 0,2V para los fabricados con germanio. Como vemos en la curva característica del diodo, este necesita superar una cierta corriente para producir la conducción

Es muy importante tanto esta corriente mínima (Imin) como la corriente máxima que atraviese el diodo, para evitar que se queme por producto de la alta temperatura que genera el flujo de electrones al pasar a través de él.

Si ahora cambiamos la polaridad de la fuente, y colocamos el polo positivo con el material tipo N, veremos que esta conexión no permite que el voltaje de la fuente produzca la repulsión de electrones y huecos del semiconductor. Al no producirse este fenómeno, los electrones y los huecos son alejados de la juntura evitando el intercambio electrón-hueco, el cual produce la conducción de la corriente, es decir que el diodo con la fuente en esta posición no conduce, lo que se da a conocer como estado de corte.

La polarización inversa de un diodo no permite la circulación de corriente, pero siempre hay una pequeñísima corriente de fuga.

El voltaje máximo, que es capaz de soportar un diodo, es la tensión inversa máxima. Si sobrepasa este voltaje, las uniones covalentes de los átomos se rompen y se produce un aumento brusco de la corriente inversa de fuga.

Tipos de Diodos

Se pueden fabricar muchos tipos de diodos, a continuación nombramos algunos:

Diodos de pequeña señal:
Este tipo de diodos son utilizados para transformar corriente baja de C.A. a C.C., detectar señales de radio (modulación), multiplicar voltaje, realizar lógica, absorber picos de voltaje, etc.

Rectificadores de potencia:
Funcionan igual que los de pequeña señal, pero controlan mucho mas corriente. Se fabrican en grandes encapsulados de metal que disipan el exceso de calor. Son utilizados principalmente en fuentes de poder.

Zener:
Este tipo de diodo está diseñado para un voltaje específico de ruptura inverso (conducción). Estos significa que los diodos zener pueden operar como interruptores sensibles al voltaje. Existen modelo que tienen voltajes de ruptura desde los 2V a los 200V.

Emisores de luz:
Todos los diodos emiten radiación electromagnética cuando se polarizan directamente. Los diodos fabricados con ciertos semiconductores (como fósforo de arsénico de galio) emiten considerablemente mas radiación que los diodos de silicio. Estos se llaman diodos emisores de luz (LED).

Fotodiodo:
Todos los diodos responden cuando son iluminados. Los diodos diseñados específicamente para detectar luz son llamados fotodiodos. Estos tiene una ventana de vidrio o de plástico para que penetre la luz. El silicio es un buen materiales para este tipo de diodos.