Diodos

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Diodos

  1. 1. Características de 5 diodos principalesDiodos
  2. 2. Diodo rectificadorUn diodo rectificador es uno de losdispositivos de la familia de los diodosmás sencillos. El nombre diodorectificador” procede de su aplicación, lacual consiste en separar los ciclospositivos de una señal de corrientealterna.Si se aplica al diodo una tensión decorriente alterna durante los mediosciclos positivos, se polariza en formadirecta; de esta manera, permite el pasode la corriente eléctrica.Pero durante los medios ciclosnegativos, el diodo se polariza demanera inversa; con ello, evita el pasode la corriente en tal sentido.IntroducciónDurante la fabricación de los diodos rectificadores,se consideran tres factores: la frecuencia máxima enque realizan correctamente su función, la corrientemáxima en que pueden conducir en sentido directo ylas tensiones directa e inversa máximas quesoportarán.Una de las aplicaciones clásicas de los diodosrectificadores, es en las fuentes de alimentación;aquí, convierten una señal de corriente alterna enotra de corriente directa.Símbolo del diodorectificador
  3. 3. Características del diodo rectificador Tensión inversa de ruptura: la tensión inversa de ruptura es la máxima tensión en sentido inversoque puede soportar un diodo sin entrar en conducción; esta tensión para un diodo rectificador esdestructiva, por ello cuando se diseña un circuito siempre se utiliza un factor de seguridad que no estádeterminado, sino que depende del diseñador, así por ejemplo, si la hoja de características de un diodoexpresa un valor para la tensión inversa de ruptura de 80 V, un diseñador muy conservador puedeutilizar un factor de seguridad de 2. El diodo no soportará, en ningún caso, tensiones inversassuperiores a 40V. Corriente máxima de polarización directa: es el valor medio de corriente para el cual el diodo sequema debido a una excesiva disipación de potencia. Este valor nunca se debe alcanzar, por ello, aligual que en el caso de la tensión inversa de ruptura se utiliza en diseño un factor de seguridad quesuele ser 2. Este valor está expresado en la hoja de características del diodo referido a alimentaciónmonofásica, 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 obtienela caída de tensión con polarización directa, para un valor determinado de corriente y una temperaturade 25 ºC. Corriente inversa máxima: es la corriente con polarización inversa para una tensión continuadeterminada que viene indicada en la hoja de características del diodo. El valor de la corriente inversase da para diferentes temperatura.
  4. 4. Características técnicasFicha técnica de un tipo de diodo rectificador de alta tensión desarrolladapor la corporación privada Bourns, Inc.
  5. 5. Diodo LEDEste tipo de diodos es muy popular, sino, veamos cualquierequipo electrónico y veremos por lo menos 1 ó más diodosled. Podemos encontrarlos en diferentes formas, tamaños ycoloresdiferentes. La forma de operar de un led se basa en larecombinación de portadores mayoritarios en la capa debarrera cuando se polariza una unión Pn en sentido directo.En cada recombinación de un electrón con un hueco selibera 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 radiación deldiodo.El nombre de LED se debe a su abreviatura en ingles ( LightEmmiting Diode )Además de los diodos led existen otros diodos con diferenteemisión, como la infrarroja, y que responden a ladenominación IRED (Diodo emisor de infra-rojos).Símbolo del diodo LEDIntroducción
  6. 6. 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.
  7. 7. Características del diodo LED
  8. 8. 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 mm dediámetro) y muy bajas tensiones umbral (también conocidascomo tensiones de codo, aunque en inglés se refieren a ellacomo "knee", o sea, de rodilla). La tensión de codo es ladiferencia de potencial mínima necesaria para que el diodoactúe como conductor en lugar de circuito abierto;esto, claro, dejando de lado la región Zener, que es cuandomás 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.
  9. 9. 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 de lacual el diodo conduce— de0,7 V, los diodos Schottky tienen una tensiónumbral de aproximadamente 0,2V a 0,4 V empleándose, porejemplo, como protección de descarga de células solares con bateríasde 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 encuentra unagran variedad de aplicaciones en circuitos de alta velocidad paracomputadoras donde se necesiten grandes velocidades deconmutación y mediante su poca caída de voltaje en directo permitepoco gasto de energía.
  10. 10. DiodoTúnelEl Diodo túnel es un diodo semiconductor que tiene una uniónpn, en la cual se produce el efecto túnel que da origen a unaconductancia diferencial negativa en un cierto intervalo de lacaracterística corriente-tensión.La presencia del tramo de resistencia negativa permite suutilización como componente activo (amplificador/oscilador).También se conocen como diodos Esaki, en honor del hombreque descubrió que una fuerte contaminación con impurezaspodía causar un efecto de tunelización de los portadores decarga a lo largo de la zona de agotamiento en la unión. Unacaracterística importante del diodo túnel es su resistencianegativa en un determinado intervalo de voltajes depolarización directa. Cuando la resistencia es negativa, lacorriente disminuye al aumentar el voltaje. En consecuencia,el diodo túnel puede funcionar como amplificador, comooscilador o como biestable. Esencialmente, este diodo es undispositivo de baja potencia para aplicaciones que involucranmicroondas y que están relativamente libres de los efectos dela radiación.Introducción
  11. 11. Curva características del diodo túnel Cuando se aplica una pequeña tensión, el diodo tunnel empieza aconducir (la corriente empieza a fluir). Si se sigue aumentando esta tensión la corriente aumentará hastallegar un punto después del cual la corriente disminuye. La corriente continuará disminuyendo hasta llegar al punto mínimode un "valle" y después volverá a incrementarse. En esta ocasión lacorriente continuará aumentando conforme aumenta la tensión.Este comportamiento de la corriente en función de la tensión en el diodo túnel 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) se llama"zona de resistencia negativa "Los diodos tunnel tienen la cualidad de pasar entre los niveles de corrienteIp e Iv muy rápidamente, cambiando de estado de conducción al de no conducción incluso más rápidoque los diodos Schottky.
  12. 12. DiodoVaricapDiodo de capacidad variable, esto es el diodo varicap, también llamado Varactor.Este diodo forma una capacidad en los extremos de la unión PN, que resulta deutilidad, cuando se busca utilizar esa capacidad en provecho del circuito en el cualdebe de funcionar el diodo.Cuando polarizamos un varicap de forma directa, observamos que además de laszonas constitutivas de la capacidad que buscamos, en paralelo con ellas aparece unaresistencia de muy bajo valor óhmico, conformando con esto un capacitor depérdidas muy elevadas. En cambio si lo polarizamos en sentido inverso, laresistencia en paralelo mencionada, es de un valor relativamente alto, dando comoresultado que el diodo se comporte como un capacitor de pérdidas bajas.Introducción
  13. 13. Características, relación tensión-capacitanciaLos diodos varactores o varicap han sido diseñados de manera que sufuncionamiento sea similar al de un capacitador y tengan unacaracterística capacitancia-tension dentro de límites razonables.En el gráfico a la derecha se muestran las similitudes entre un diodo y uncapacitor.Debido a la recombinación de los portadores en el diodo, una zona deagotamiento se forma en la juntura.Esta zona de agotamiento actúa como un dieléctrico (aislante), ya queno hay ninguna carga y flujo de corrienteLas áreas exteriores a la zona de agotamiento si tienen portadores de carga (área semiconductor). Sepuede visualizar sin dificultad la formación de un capacitor en el diodo (dos materiales semiconductoresdeparados por un aislante).La amplitud de la zona de agotamiento se puede ampliar incrementando la tensión inversa aplicada aldiodo con una fuente externa. Esto causa que se aumente la separación (aislante) y separa más las áreassemiconductoras. Este último disminuye la capacitancia.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

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