Diferencia entre revisiones de «Diodo»
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* [[Fanotrón|Diodo de gas]]
* [[Rectificador de mercurio]]
== Diodo pn o Unión pn ==
Los '''diodos [[Unión PN|pn]]''', son uniones de dos materiales [[semiconductor]]es extrínsecos tipos p y n, por lo que también reciben la denominación de '''[[Unión PN|unión pn]]'''. Hay que destacar que ninguno de los dos cristales por separado tiene carga eléctrica, ya que en cada cristal, el número de electrones y protones es el mismo, de lo que podemos decir que los dos cristales, tanto el p como el n, son neutros. (Su carga neta es 0).
[[Archivo:Diodo pn - zona de carga espacial.png|right|frame|Formación de la zona de carga espacial]]
Al unir ambos cristales, se manifiesta una difusión de [[electrón|electrones]] del cristal n al p (J<sub>e</sub>).
Al establecerse estas corrientes aparecen cargas fijas en una zona a ambos lados de la unión, zona que recibe diferentes denominaciones como '''zona de carga espacial''', '''de agotamiento''', '''de deplexión''', '''de vaciado''', etc.
A medida que progresa el proceso de difusión, la zona de carga espacial
va incrementando su anchura profundizando en los cristales a ambos lados de la unión. Sin embargo, la acumulación de iones positivos en la zona n y de iones negativos en la zona p, crea un campo eléctrico (E) que actuará sobre los electrones libres de la zona n con una determinada '''fuerza de desplazamiento''', que se opondrá a la corriente de electrones y terminará deteniéndolos.
Este campo eléctrico es equivalente a decir que aparece una diferencia de tensión entre las zonas p y n. Esta diferencia de potencial (V<sub>D</sub>) es de 0,7 [[Voltio|V]] en el caso del [[silicio]] y 0,3 V si los cristales son de [[germanio]].
La anchura de la zona de carga espacial una vez alcanzado el equilibrio, suele ser del orden de 0,5 [[micra]]s pero cuando uno de los cristales está mucho más dopado que el otro, la zona de carga espacial es mucho mayor.
Al dispositivo así obtenido se le denomina diodo, que en un caso como el descrito, tal que no se encuentra sometido a una diferencia de potencial externa, se dice que no está polarizado. Dado que los electrones fluyen desde la zona '''n''' hacia la zona '''p''', al extremo '''p''' se le denomina [[ánodo]] (representándose por la letra A) mientras que al extremo '''n''' se le denomina [[cátodo]] (se representa por la letra C o K).
Existen también diodos de protección térmica los cuales son capaces de proteger cables.
{| align="center"
| '''A (p)''' || [[Archivo:Diode01.svg|250px]] || '''C ó K (n)'''
|-
| align="center" colspan="3" | <small>Representación simbólica del diodo pn</small>
|}
Cuando se somete al diodo a una diferencia de tensión externa, se dice que el diodo está polarizado, pudiendo ser la polarización '''directa''' o '''inversa'''.
== Polarización directa ==
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En esta situación, el diodo no debería conducir la corriente; sin embargo, debido al efecto de la [[temperatura]] se formarán pares electrón-hueco (ver [[semiconductor]]) a ambos lados de la unión produciendo una pequeña corriente (del orden de 1 μ[[Amperio|A]]) denominada '''corriente inversa de saturación'''. Además, existe también una denominada '''corriente superficial de fugas''' la cual, como su propio nombre indica, conduce una pequeña corriente por la superficie del diodo; ya que en la superficie, los átomos de silicio no están rodeados de suficientes átomos para realizar los cuatro enlaces covalentes necesarios para obtener estabilidad. Esto hace que los átomos de la superficie del diodo, tanto de la zona n como de la p, tengan huecos en su orbital de valencia con lo que los electrones circulan sin dificultad a través de ellos. No obstante, al igual que la corriente inversa de saturación, la corriente superficial de fuga es despreciable.
== Curva característica del diodo ==
[[Archivo:Diodo - curva característica (Sockley).png|right]]
* '''Tensión umbral, de codo''' o '''de partida''' (V<sub>γ </sub>).<br />La tensión umbral (también llamada barrera de potencial) de polarización directa coincide en valor con la tensión de la zona de carga espacial del diodo no polarizado. Al polarizar directamente el diodo, la barrera de potencial inicial se va reduciendo, incrementando la corriente ligeramente, alrededor del 1% de la nominal. Sin embargo, cuando la tensión externa supera la tensión umbral, la barrera de potencial desaparece, de forma que para pequeños incrementos de tensión se producen grandes variaciones de la intensidad de corriente.
* '''Corriente máxima''' (I<sub>max </sub>).<br />Es la intensidad de corriente máxima que puede conducir el diodo sin fundirse por el [[efecto Joule]]. Dado que es función de la cantidad de calor que puede disipar el diodo, depende sobre todo del diseño del mismo.
* '''Corriente inversa de saturación''' (I<sub>s </sub>).<br />Es la pequeña corriente que se establece al polarizar inversamente el diodo por la
formación de pares electrón-hueco debido a la temperatura, admitiéndose que se duplica por cada incremento de 10º en la temperatura.
* '''Corriente superficial de fugas'''.<br />Es la pequeña corriente que circula por la superficie del diodo (ver polarización inversa), esta corriente es función de la tensión aplicada al diodo, con lo que al aumentar la tensión, aumenta la corriente superficial de fugas.
* '''Tensión de ruptura''' (V<sub>r </sub>).<br />Es la tensión inversa máxima que el diodo puede soportar antes de darse el efecto avalancha.
Teóricamente, al polarizar inversamente el diodo, este conducirá la corriente inversa de saturación; en la realidad, a partir de un determinado valor de la tensión, en el diodo ''normal'' o de ''unión abrupta'' la ruptura se debe al efecto avalancha; no obstante hay otro tipo de diodos, como los Zener, en los que la ruptura puede deberse a dos efectos:
* '''Efecto avalancha''' (diodos poco dopados). En polarización inversa se generan pares electrón-hueco que provocan la corriente inversa de saturación; si la tensión inversa es elevada los electrones se aceleran incrementando su energía cinética de forma que al chocar con electrones de valencia pueden provocar su salto a la banda de conducción. Estos electrones liberados, a su vez, se aceleran por efecto de la tensión, chocando con más electrones de valencia y liberándolos a su vez. El resultado es una ''avalancha'' de electrones que provoca una corriente grande. Este fenómeno se produce para valores de la tensión superiores a 6 V.
* '''Efecto Zener''' (diodos muy dopados). Cuanto más dopado está el material, menor es la anchura de la zona de carga. Puesto que el campo eléctrico E puede expresarse como cociente de la tensión V entre la distancia d; cuando el diodo esté muy dopado, y por tanto d sea pequeño, el campo eléctrico será grande, del orden de 3·10<sup>5</sup> V/cm. En estas condiciones, el propio campo puede ser capaz de arrancar electrones de valencia incrementándose la corriente. Este efecto se produce para tensiones de 4 V o menores.
Para tensiones inversas entre 4 y 6 V la ruptura de estos diodos especiales, como los Zener, se puede producir por ambos efectos.
== Modelos matemáticos ==
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Con objeto de evitar el uso de exponenciales (a pesar de ser uno de los modelos más sencillos), en ocasiones se emplean modelos más simples aún, que modelan las zonas de funcionamiento del diodo por tramos rectos; son los llamados '''modelos de continua''' o de '''Ram-señal''' que se muestran en la figura. El más simple de todos (4) es el ''diodo ideal''.
== Otros tipos de diodos semiconductores ==
* [[Diodo avalancha]]
* [[Diodo rectificador]]
* [[Fotodiodo]]
* [[Diodo Gunn]]
* [[Diodo láser]]
* [[LED|Diodo LED (e IRED)]]
* [[Diodo p-i-n]]
* [[Diodo Schottky]] o diodo de barrera Schottky
* [[Diodo Shockley]] (diodo de cuatro capas)
* [[Diodo túnel]] o diodo Esaki
* [[Diodo Varicap]]
* [[Fotodiodo]]
* [[Diodo emisor de luz]]
* [[Diodo Zener]]
== Aplicaciones del diodo ==
* [[Rectificador de media onda]]
* [[Rectificador de onda completa]]
* [[Rectificador en paralelo]]
* [[Multiplicador de tensión|doblador de tension]]
* [[Estabilizador Zener]]
* [[Recortador]]
* [[Circuito fijador]]
* [[Multiplicador|Multiplicador de tensión]]
* [[Divisor de tensión]]
== Referencias ==
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