Diodos Características y especificaciones

Diodos

Características y especificaciones

Aielet Nessim P.

Universidad autónoma de occidente

Ingeniería biomédica

aielet.nessim@uao.edu.co

Resumen— Este informe investigativo tiene como objetivo conocer y comprender más el tema de los semiconductores y de los diodos, específicamente analizando los diodos de Germanio, Nitruro de Galio y Arseniuro de Galio, entrando en detalle en sus características y en las ventajas que tienen frente a otros materiales como el silicio.

Palabras claves - diodos, Germanio, nitruro de Galio, arseniuro de Galio.

Abstract— This investigative paper aims to know and understand more about the subject of semiconductors and diodes, specifically analyzing the diodes of Germanium, Gallium Nitride and Gallium Arsenide, delving into their characteristics and into their advantages over other materials such as silicon.

Keywords - diodes, germanium, gallium nitride, gallium arsenide.

1.  Introducción

Los diodos rectificadores son dispositivos electrónicos utilizados en las fuentes de voltaje para poder convertir la corriente alterna (CA) en corriente directa (CD) [1], que se utilizan para controlar la dirección del flujo de corriente en un circuito eléctrico [2]. Estos dispositivos permiten el flujo de electricidad en un solo sentido, funcionando como un interruptor de circuitos. Su composición consta de terminales, uno positivo (ánodo) y otro negativo (cátodo) [1].

Este informe se centra en los diodos de Ge, de GaN y de GaAs. Primeramente, se trata los diodos de Germanio junto sus características, y siguiendo con los de Nitruro de Galio y de Arseniuro de Galio respectivamente.

1. Marco teórico

1. Germanio (Ge)

Durante la Segunda Guerra Mundial se desarrolló el primer dispositivo que hoy conocemos como diodo de Germanio (Ge). Entre los diodos más antiguos se encuentra el de Germanio con punta de tungsteno o de oro. Actualmente estos dispositivos están encapsulados en forma de cilindro de plástico o de vidrio, de configuración axial. Además, sobre el cuerpo se marca el cátodo con un anillo serigrafiado. [3]

El germanio a diferencia del silicio es un material poco común, que se encuentra generalmente junto a depósitos de cobre, de plomo o de plata. Es por esto que los diodos de Germanio son más difíciles de conseguir y más caros que los de silicio [4]. Se fabrican de manera similar, teniendo semejanzas como la unión PN y se implantan con las mismas impurezas [2]. A pesar de sus similitudes, los diodos de germanio, tienen una barrera de potencial de 0,3V, mientras que los de silicio tiene una barrera de potencial de 0,7V [5].

                     [pic 1]

Figura 1.  Diodo de Germanio 1N4148.        

1. Nitruto de Galio (GaN)

A lo largo de los años se ha buscado un reemplazo para el silicio. Entre las opciones que se han pensado están el arseniuro de Galio y el nitruro de Galio, este último siendo una aleación binaria que crea un material duro y resistente [6].

Este material cuenta con propiedades ópticas y es debido a esto que lleva varios años en la industria siendo utilizado en luces LED ya que facilitó la fabricación de diodos emisores de luz [7] y en los lectores de Blu-ray gracias a su capacidad para producir luz azul [6].

Una de las ventajas del GaN es que no es un semiconductor excluyente, permitiendo usarlo con componentes de silicio y esto hace que sean más eficientes y haya menos perdida energética [6].

1. Arseniuro de Galio (GaAs)

El arseniuro de Galio, debido a sus características inusuales y su gran potencial, se utiliza desde hace décadas para aplicaciones militares y en telecomunicaciones, al igual que en otras industrias como en la fabricación de diodos de Gunn que son empleados en electrónica de alta frecuencia [8].

Como mencionado anteriormente, al buscar una alternativa para el silicio, se piensa tanto en nitruro de Galio (GaN) como en el arseniuro de Galio (GaAs), dado que el GaAs, bajo las circunstancias adecuadas, permite una mayor conductividad que el propio silicio [6]. Asimismo, su gran conductividad lo hace ideal para aplicaciones en las que la velocidad sea importante. Una de sus características es que tiene una barrera de potencial un poco más alta que la del silicio, con un valor de 1,2 V aproximadamente [5]. El único problema es que, al igual que es Germanio y el nitruro de Galio, son más caros de fabricar en comparación con los de silicio [9].

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