DIODOS

ACTIVIDAD DIODOS

1. Diodo: Es un componente electrónico que permite el paso de la corriente en un solo sentido. La flecha de la representación simbólica muestra la dirección en la que fluye la corriente.

Es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar prácticamente en cualquier circuito electrónico.

Constan de la unión de dos tipos de material semiconductor, uno tipo N y otro tipo P, separados por una juntura llamada barrera o unión.

Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la más utilizada) y de germanio. Esta barrera o unión es de 0.3 voltios en el germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio.

El diodo se puede hacer funcionar de 2 maneras diferentes:

Polarización directa: Cuando la corriente circula en sentido directo, es decir del ánodo A al cátodo K, siguiendo la ruta de la flecha (la del diodo). En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportándose prácticamente como un corto circuito. El diodo conduce.

Polarización inversa: Cuando una tensión negativa en bornes del diodo tiende a hacer pasar la corriente en sentido inverso, opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o sea del cátodo al ánodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prácticamente como un circuito abierto. El diodo está bloqueado.

2. Led: es un componente electrónico cuya función principal es convertir la energía eléctrica en una fuente luminosa, la palabra led proviene del acrónimo ingles Light Emmiting Diode o diodo emisor de luz.

Específicamente un led corresponde a un tipo especial diodo el cual transforma la energía eléctrica en luz, su principio de funcionamiento se basa en la emisión de fotones (luz) cuando los electrones portadores de la electricidad atraviesan el diodo, dicho fenómeno se conoce como electroluminiscencia.

Desde el punto de vista físico un LED común se presenta como un bulbo miniaturizado, carente de filamento o de cualquier otro tipo de elemento o material peligroso, con la ventaja sobre otras tecnologías que no contamina el medio ambiente.

En sus inicios el principal uso del primer diodo LED de luz visible de color rojo que se comercializó estuvo limitado a indicar solamente si un equipo o aparato eléctrico o electrónico se encontraba conectado a la fuente de suministro de corriente eléctrica, o en funcionamiento. Posteriormente este diodo comenzó a formar parte también de paneles informativos, aunque en sus inicios su uso estuvo muy limitado a otras aplicaciones prácticas debido a la escasa variedad de colores disponibles y su baja eficiencia lumínica.

3. Construcción:

Para la construcción de diodos se utilizan materiales semiconductores, como el Silicio o el Germanio que en estado puro se denominan semiconductores intrínsecos y se comportan como resistencias de carbón. Para conseguir los efectos deseados, estos semiconductores se dopan con impurezas obteniéndose así dos tipos de semiconductores extrínsecos:

3.1. Semiconductores tipo n: Se añaden átomos de valencia 5 (fósforo, arsénico, antimonio) con lo que al combinarse con el silicio queda un electrón libre por cada átomo pentavalente.

3.2. Semiconductores tipo p: Se añaden átomos de valencia 3 (boro, galio) con lo que al combinarse con el silicio queda un hueco por cada átomo trivalente que se comporta como una carga positiva. La unión de dos semiconductores, uno del tipo p (ánodo) y otro del tipo n (cátodo), forma un diodo.

4. Aplicaciones de los Diodos

Desde el inicio del empleo de las antiguas válvulas termoiónicas de tipo diodo en los circuitos electrónicos analógicos hasta los diodos de estado sólido utilizados en la actualidad, su principal función ha sido “rectificar” corrientes alternas para convertirlas en directa (C.D.) y “detectar” corrientes de alta frecuencia (A.F.) o radiofrecuencia (R.F.) para reconvertirlas en audibles.

4.1. Rectificador de media onda: En ocasiones necesitamos eliminar el periodo negativo de una onda de corriente alterna, eso lo vamos a conseguir conectando un diodo en serie con la fuente de corriente alterna, el diodo permitirá el paso de corriente durante el periodo positivo y lo impedirá durante el periodo negativo. El circuito será el de la figura:

Partimos de una senoide y llegamos a una onda recortada tal y como puedes ver en las dos imágenes siguientes.

4.2. Rectificador de doble onda: Este tipo de rectificador es el que vamos a emplear para convertir una señal alterna en una continua, si te fijas en este tipo de rectificador, lo que vamos a conseguir es convertir el periodo negativo en positivo. El circuito será el siguiente:

La onda senoidal la vamos a convertir en una onda con todos los periodos positivos:

4.3. Estabilizador de tensión: Como estudiaste en el apartado anterior (ver imágenes 9 y 10), lo que conseguimos con el diodo zener, es mantener la tensión constante entre dos puntos, a pesar de las posibles variaciones de tensión e intensidad en el circuito.

4.4. Indicadores: Para indicar que existe un paso de corriente en un equipo, utilizaremos diodos LED, que se iluminarán indicando el estado del equipo, se utilizan tanto a nivel industrial como doméstico.

5. Colores

5.1. Tecnología de fabricación: En corriente continua (CC), todos los diodos emiten cierta cantidad de radiación cuando los pares electrón-hueco se recombinan; es decir, cuando los electrones caen desde la banda de conducción (de mayor energía) a la banda de valencia (de menor energía) emitiendo fotones en el proceso. Indudablemente, por ende, su color dependerá de la altura de la banda prohibida (diferencias de energía entre las bandas de conducción y valencia), es decir, de los materiales empleados. Los diodos convencionales, de silicio o germanio, emiten radiación infrarroja muy alejada del espectro visible. Sin embargo, con materiales especiales pueden conseguirse longitudes de onda visibles. Los ledes e IRED (diodos infrarrojos), además, tienen geometrías especiales para evitar que la radiación emitida sea reabsorbida por el material circundante del propio diodo, lo que sucede en los convencionales.

Compuestos empleados en la construcción de ledes

Compuesto Color Long. de onda

arseniuro de galio (GAs)

Infrarrojo 940 nm

arseniuro de galio y aluminio (AlGAs)

rojo e infrarrojo 890 nm

arseniuro fosfuro de galio (GaAsP)

rojo, anaranjado y amarillo 630 nm

fosfuro de galio (GaP)

verde 555 nm

nitruro

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