Clase 016 – El Diodo
Contenido teórico
Introducción
El diodo es un dispositivo electrónico semiconductor que permite el flujo de corriente eléctrica en una sola dirección. Es uno de losdispositivos electrónicos más básicos y se utiliza en una amplia gama de aplicaciones, desde circuitos simples hasta dispositivos complejos.
El efecto de solo permitir el flujo de corriente en una sola dirección mientras bloquea la dirección opuesta, se debe gracias a la estructura de unión PN, donde una región del diodo se conforma por el exceso de electrones (Tipo N) y otra región con falta de electrones (Tipo P).
Funcionamiento
Sabemos que el diodo tiene dos regiones. Cuando a la región de ánodo (región tipo P) se le aplica una tensión positiva y una tensión negativa en la región tipo N (Cátodo), se permite que los electrones fluyan libres debido a que se atraen por el campo producido por la tensión positiva, esta configuración se conoce como polarización directa. Por otro lado, si se aplica una tensión negativa en la región P y una tensión positiva en la región N se conoce como polarización inversa, lo que bloquea el flujo de electrones.
Una de las características de los diodos consiste en que la diferencia de potencial que se le suministra debe ser mayor a 0.7V, lo que se conoce como barrera de potencial. ¿Por qué este valor? Porque es el valor mínimo para que los portadores de carga comiencen a fluir por el diodo.
Polarización directa
La siguiente imagen relaciona la configuración de polarización directa.
Como se puede evidenciar, el terminal de ánodo está conectado a un potencial más alto que la terminal del cátodo. En esta configuración, los electrones fluyen desde la región N hasta la región P (las flechas indican el movimiento).
Esta configuración de polarización directa es la condición en la que el diodo conduce corriente.
Polarización inversa
Tipos de diodos
Hay una variedad de diodos que tienen características y aplicaciones diferentes. Entre los cuales se encuentran:
Diodo rectificador
El diodo rectificador es un dispositivo esencial en la electrónica. Permite la conversión de corriente alterna (CA) a corriente continua (CC). Es el que normalmente se tiene en cuenta cuando se habla de diodos.
Este tipo de diodo se utiliza para:
- Protección de polaridad.
- Cargadores de batería.
- Fuentes de alimentación.
Un circuito electrónico popular que se utiliza para convertir la corriente alterna en corriente continua es el puente de diodos.
Este circuito tiene diferentes variaciones que dependiendo de la configuración se podrá obtener diferentes salidas como de media onda u onda completa.
Diodos LEDs
El diodo LED es un tipo de diodo que convierte la energía eléctrica en luz. Cuando los electrones fluyen a través de la unión PN hacia la región P, liberan energía en forma de luz.
Este tipo de semiconductor es utilizado en aplicaciones como:
- Iluminación.
- Señalización.
Tiene características que dependerán de cada LED tales como el color, corriente y eficiencia.
Diodo Zener
El diodo Zener, es un tipo de diodo que se utiliza para mantener la tensión constante en un circuito. Este tipo de diodo se utiliza principalmente en polarización inversa para alcanzar un valor constante llamado voltaje Zener.
Este tipo de diodo tiene aplicaciones en:
- Regulación de voltaje.
- Protección de dispositivos.
La figura anterior relaciona un circuito de regulación de tensión que usan un diodo Zener. La RL representa la carga que se le conecta en paralelo al circuito.
Fotodiodo
A diferencia de los diodos LEDs, los fotodiodos toman la luz y la convierten en energía eléctrica. Este tipo de diodos, se basan en el fenómeno fotoeléctrico, que consiste en la respuesta que tienen los semiconductores cuando la luz incide en ellos.
Son un tipo de semiconductor altamente utilizados en campos como:
- Detección de luz.
- Medición de luz.
Conclusión
Los diodos son componentes esenciales en la electrónica y desempeñan un papel crucial en una amplia gama de aplicaciones. Comprender cómo funcionan los diodos y sus diversas aplicaciones es fundamental para cualquier persona interesada en la electrónica.