Diodos

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Diodos

  1. 1. ALUMNO: URTEAGA NINANYA ROMULOCURSO : FISICA ELECTRONICAPROFESOR: MENDOZA NOLORBE JUAN
  2. 2. DIODOS CARACTERÍSTICAS DE DIODOS PRINCIPALES
  3. 3. EL DIODOUn diodo es un componente electrónico de dos terminales De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-que permite la circulación de la corriente eléctrica a través V) consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia dede él en un sentido. Este término generalmente se usa para potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce),referirse al diodo semiconductor, el más común en la y por encima de ella como un circuito cerrado con unaactualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor resistencia eléctrica muy pequeña. Debido a esteconectada a dos terminales eléctricos. El diodo de vacío comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que(que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologías de son dispositivos capaces de suprimir la parte negativa dealta potencia) es un tubo de vacío con dos electrodos: una cualquier señal, como paso inicial para convertir una corrientelámina como ánodo, y un cátodo. alterna en corriente continua. Su principio de funcionamiento está basado en los experimentos de Lee De Forest
  4. 4. DIODO ZENER IntroducciónHemos visto que un diodo semiconductor normal puede estar polarizadotanto en directa como inversamente. En directa se comporta como una pequeña resistencia. En inversa se comporta como una gran resistencia.Veremos ahora un diodo de especiales características que recibe elnombre de diodo zenerEl diodo zener trabaja exclusivamente en la zona de característicainversa y, en particular, en la zona del punto de ruptura de sucaracterística inversa. Esta tensión de ruptura depende de lascaracterísticas de construcción del diodo, se fabrican desde 2 a 200voltios. Polarizado en directa actúa como un diodo normal y por tantono se utiliza en dicho estado.
  5. 5. CURVA CARACTERÍSTICA DE DIODO ZENERTres son las características que diferencian a los diversos diodos Zenerentre si: Tensiones de polarización inversa. conocida como tensión zener, Esla tensión que el zener va a mantener constante. Corriente mínima de funcionamiento. Si la corriente a través delzener es menor, no hay seguridad en que el Zener mantenga constante latensión en sus bornas. Potencia máxima de disipación. Puesto que la tensión es constante,nos indica el máximo valor de la corriente que puede soportar el Zener.Por tanto el Zener es un diodo que al polarizarlo inversamente mantieneconstante la tensión en sus bornas a un valor llamado tensión de Zener,pudiendo variar la corriente que lo atraviesa entre el margen de valorescomprendidos entre el valor mínimo de funcionamiento y elcorrespondiente a la potencia de zener máxima que puede disipar. Sisuperamos el valor de esta corriente el zener se destruye.
  6. 6. CARACTERÍSTICAS TÉCNICASEl diodo zener viene caracterizado por:1. Tensión Zener Vz.2. Rango de tolerancia de Vz. (Tolerancia: C: 5%)3. Máxima corriente Zener en polarización inversa Iz.4. Máxima potencia disipada.5. Máxima temperatura de operación del zener. Ficha técnica de un tipo de diodo zener desarrollada por la corporación privada Bourns, Inc.
  7. 7. DIODO RECTIFICADOR IntroducciónUn diodo rectificador es uno de los dispositivos de Durante la fabricación de los diodos rectificadores, sela familia de los diodos más sencillos. El nombre consideran tres factores: la frecuencia máxima en que realizandiodo rectificador” procede de su aplicación, la correctamente su función, la corriente máxima en que puedencual consiste en separar los ciclos positivos de una conducir en sentido directo y las tensiones directa e inversaseñal de corriente alterna. máximas que soportarán.Si se aplica al diodo una tensión de corriente Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, esalterna durante los medios ciclos positivos, se en las fuentes de alimentación; aquí, convierten una señal depolariza en forma directa; de esta manera, permite corriente alterna en otra de corriente directa.el paso de la corriente eléctrica.Pero durante los medios ciclos negativos, el diodose polariza de manera inversa; con ello, evita elpaso de la corriente en tal sentido. Símbolo del diodo rectificador
  8. 8. CARACTERÍSTICAS DEL DIODO RECTIFICADOR  Tensión inversa de ruptura: la tensión inversa de ruptura es la máxima tensión en sentido inverso que puede soportar un diodo sin entrar en conducción; esta tensión para un diodo rectificador es destructiva, por ello cuando se diseña un circuito siempre se utiliza un factor de seguridad que no está determinado, sino que depende del diseñador, así por ejemplo, si la hoja de características de un diodo expresa un valor para la tensión inversa de ruptura de 80 V, un diseñador muy conservador puede utilizar un factor de seguridad de 2. El diodo no soportará, en ningún caso, tensiones inversas superiores a 40 V.  Corriente máxima de polarización directa: es el valor medio de corriente para el cual el diodo se quema debido a una excesiva disipación de potencia. Este valor nunca se debe alcanzar, por ello, al igual que en el caso de la tensión inversa de ruptura se utiliza en diseño un factor de seguridad que suele ser 2. Este valor está expresado en la hoja de características del diodo referido a alimentación monofásica, carga resistiva, 50 o 60 Hz y a 75 ºC de temperatura.  Caída de tensión con polarización directa: esta medida se realiza con una señal alterna y se obtiene la caída de tensión con polarización directa, para un valor determinado de corriente y una temperatura de 25 ºC.  Corriente inversa máxima: es la corriente con polarización inversa para una tensión continua determinada que viene indicada en la hoja de características del diodo. El valor de la corriente inversa se da para diferentes temperatura.
  9. 9. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Ficha técnica de un tipo de diodo rectificador de alta tension desarrollada por la corporación privada Bourns, Inc.
  10. 10. DIODO LEDIntroducción Este tipo de diodos es muy popular, sino, veamoscualquier equipo electrónico y veremos por lo menos 1 ómás diodos led. Podemos encontrarlos en diferentesformas, tamaños y coloresdiferentes. La forma de operar de un led se basa en la Símbolo del diodo LEDrecombinación de portadores mayoritarios en la capa debarrera cuando se polariza una unión Pn en sentidodirecto. En cada recombinación de un electrón con unhueco se libera cierta energía. Esta energía, en el caso dedeterminados semiconductores, se irradia en forma de luz,en otros se hace de forma térmica.Dichas radiaciones son básicamente monocromáticas (sincolor). Por un método de "dopado" del materialsemiconductor se puede afectar la energía de radiacióndel diodo.El nombre de LED se debe a su abreviatura en ingles ( LightEmmiting Diode )Además de los diodos led existen otros diodos condiferente emisión, como la infrarroja, y que responden a ladenominación IRED (Diodo emisor de infra-rojos).
  11. 11. CARACTERÍSTICAS DEL DIODO LEDDimensiones y color del diodoActualmente los LED tienen diferentes tamaños, formas y colores. Tenemos LED redondos, cuadrados,rectangulares, triangulares y con diversas formas.Los colores básicos son rojo, verde y azul, aunque podemos encontrarlos naranjas, amarillos incluso hayun Led de luz blanca. Las dimensiones en los LED redondos son 3mm, 5mm, 10mm y uno gigante de20mmÁngulo de vistaEsta característica es importante, pues de ella depende el modo de observación del Led, es decir, elempleo práctico de aparato realizado.LuminosidadLa intensidad luminosa en el eje y el brillo están intensamente relacionados. Tanto si el Led es puntual odifusor, el brillo es proporcional a la superficie de emisión. Si el Led es puntual, el punto será másbrillante, al ser una superficie demasiado pequeña. En uno difusor la intensidad en el eje es superior almodelo puntual.ConsumoEl consumo depende mucho del tipo de LED que elijamos.
  12. 12. CARACTERÍSTICAS DEL DIODO LED
  13. 13. DIODO SCHOTTKYEl diodo Schottky o diodo de barrera Schottky, llamado asíen honor del físico alemán Walter H. Schottky, es undispositivo semiconductor que proporciona conmutacionesmuy rápidas entre los estados de conducción directa einversa (menos de 1ns en dispositivos pequeños de 5 mmde diámetro) y muy bajas tensiones umbral (tambiénconocidas como tensiones de codo, aunque en inglés serefieren a ella como "knee", o sea, de rodilla). La tensión decodo es la diferencia de potencial mínima necesaria paraque el diodo actúe como conductor en lugar de circuitoabierto; esto, claro, dejando de lado la región Zener, quees cuando más bien existe una diferencia de potencial losuficientemente negativa para que a pesar de estarpolarizado en contra del flujo de corriente- éste opere deigual forma como lo haría regularmente.
  14. 14. CARACTERÍSTICAS DEL DIODO SCHOTTKYLa alta velocidad de conmutación permite rectificar señales de muyaltas frecuencias y eliminar excesos de corriente en circuitos de altaintensidad. A diferencia de los diodos convencionales de silicio, quetienen una tensión umbral —valor de la tensión en directa a partir dela cual el diodo conduce— de0,7 V, los diodos Schottky tienen unatensión umbral de aproximadamente 0,2V a 0,4 V empleándose, porejemplo, como protección de descarga de células solares conbaterías de plomo ácido.La limitación más evidente del diodo de Schottky es la dificultad deconseguir resistencias inversas relativamente elevadas cuando setrabaja con altos voltajes inversos pero el diodo Schottky encuentrauna gran variedad de aplicaciones en circuitos de alta velocidadpara computadoras donde se necesiten grandes velocidades deconmutación y mediante su poca caída de voltaje en directo permitepoco gasto de energía.
  15. 15. DIODO TÚNEL IntroducciónEl Diodo túnel es un diodo semiconductor que tiene unaunión pn, en la cual se produce el efecto túnel que daorigen a una conductancia diferencial negativa en uncierto intervalo de la característica corriente-tensión.La presencia del tramo de resistencia negativa permite suutilización como componente activo(amplificador/oscilador).También se conocen como diodos Esaki, en honor delhombre que descubrió que una fuerte contaminación conimpurezas podía causar un efecto de tunelización de losportadores de carga a lo largo de la zona de agotamientoen la unión. Una característica importante del diodo túnel essu resistencia negativa en un determinado intervalo devoltajes de polarización directa. Cuando la resistencia esnegativa, la corriente disminuye al aumentar el voltaje. Enconsecuencia, el diodo túnel puede funcionar comoamplificador, como oscilador o como biestable.Esencialmente, este diodo es un dispositivo de bajapotencia para aplicaciones que involucran microondas yque están relativamente libres de los efectos de la radiación.
  16. 16. CURVA CARACTERÍSTICAS DEL DIODO TÚNEL  Cuando se aplica una pequeña tensión, el diodo tunnel empieza a conducir (la corriente empieza a fluir).  Si se sigue aumentando esta tensión la corriente aumentará hasta llegar un punto después del cual la corriente disminuye.  La corriente continuará disminuyendo hasta llegar al punto mínimo de un "valle" y después volverá a incrementarse. En esta ocasión la corriente continuará aumentando conforme aumenta la tensión.Este comportamiento de la corriente en función de la tensión en el diodo tunnel se puede ver en elsiguiente gráfico.• Vv: Tensión de valle• Vp: Tensión pico• Ip: Corriente pico• Iv: Corriente de valleLa región en el gráfico en que la corriente disminuye cuando la tensión aumenta (entre Vp yVv) sellama "zona de resistencia negativa "Los diodos tunnel tienen la cualidad de pasar entre los niveles decorriente Ip e Iv muy rápidamente, cambiando de estado de conducción al de no conducción inclusomás rápido que los diodos Schottky.
  17. 17. DIODO VARICAPIntroducciónDiodo de capacidad variable, esto es el diodo varicap, también llamado Varactor. Este diodo formauna capacidad en los extremos de la union PN, que resulta de utilidad, cuando se busca utilizar esacapacidad en provecho del circuito en el cual debe de funcionar el diodo.Cuando polarizamos un varicap de forma directa, observamos que además de las zonas constitutivasde la capacidad que buscamos, en paralelo con ellas aparece una resistencia de muy bajo valoróhmico, conformando con esto un capacitor de pérdidas muy elevadas. En cambio si lo polarizamosen sentido inverso, la resistencia en paralelo mencionada, es de un valor relativamente alto, dandocomo resultado que el diodo se comporte como un capacitor de pérdidas bajas.
  18. 18. CARACTERÍSTICAS, RELACIÓN TENSIÓN-CAPACITANCIALos diodos varactores o varicap han sido diseñados de manera que su funcionamientosea similar al de un capacitador y tengan una característica capacitancia-tension dentrode límites razonables.En el gráfico a la derecha se muestran las similitudes entre un diodo y un capacitor.Debido a la recombinación de los portadores en el diodo, una zona de agotamiento seforma en la juntura.Esta zona de agotamiento actúa como un dieléctrico (aislante), ya que no hay ningunacarga y flujo de corrienteLas áreas exteriores a la zona de agotamiento si tienen portadores de carga (área semiconductor). Se puede visualizar sindificultad la formación de un capacitor en el diodo (dos materiales semiconductores deparados por un aislante).La amplitud de la zona de agotamiento se puede ampliar incrementando la tensión inversa aplicada al diodo con una fuenteexterna. Esto causa que se aumente la separación (aislante) y separa más las áreas semiconductoras. Este último disminuye lacapacitancia.Entonces la capacitancia es función de la tensión aplicada al diodo. Si la tensión aplicada al diodo aumenta la capacitancia disminuye Si la tensión disminuye la capacitancia aumenta
  19. 19. FUENTES DE INFORMACIÓNhttp://www.circuitosimpresos.org/2008/06/02/diodos/http://www.microelectronicash.com/http://www.ifent.org/lecciones/zener/default.asphttp://www.neoteo.com/midiendo-diodos-y-transistores-15335

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