Diodos Semiconductores

EL DIODO RECTIFICADOR

Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodos más sencillos. El nombre diodo “rectificador” procede de su aplicación, la cual consiste en separar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna.

Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite el paso de la corriente eléctrica.

Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido.

Durante la fabricación de los diodos rectificadores, se consideran tres factores: la frecuencia máxima en que realizan correctamente su función, la corriente máxima en que pueden conducir en sentido directo y las tensiones directa e inversa máximas que soportarán.

Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes de alimentación; aquí, convierten una señal de corriente alterna en otra de corriente directa.

CARACTERÍSTICAS DE LOS DIODOS RECTIFICADORES

Cualquier diodo rectificador está caracterizado por los siguientes factores:

• Corriente directa máxima (IF). Es el valor máximo de la corriente promedio en polarización directa.

• Voltaje de conducción (VF) : Es el valor de tensión mediante el cual el diodo empieza a conducir, cuando esta polarizado en directo (es de 0,6V)

• Voltaje de ruptura o de avalancha (VBR): Es el nivel de voltaje que puede hacer conducir a un diodo, polarizado en inverso. Este nivel de voltaje puede destruir el diodo. Su valor es del orden de los 100V. (Excepto el diodo Zener)

• Corriente inversa de fuga (IR): Es la corriente que circula cuando el diodo está polarizado en inverso.

• Tiempo de recuperación en inverso (TRR): Expresa el tiempo que tarda la unión PN en desalojar la carga eléctrica que acumula, cuando está polarizado en inverso.

Estas características deberán ser tenidas en cuenta en el momento de la elección del modelo más adecuado para cada aplicación, procurando no ajustarse demasiado a los valores límites, ya que ello acortaría excesivamente la duración del componente.

Curva característica del diodo

Esta es la curva característica del diodo (un diodo se comporta de esa forma). Como no es una línea recta, al diodo se le llama "Elemento No Lineal" ó "Dispositivo No Lineal", y este es el gran problema de los diodos, que es muy difícil trabajar en las mallas con ellos debido a que sus ecuaciones son bastante complicadas.

El diodo como dispositivo no lineal

Polarizado en directo, a partir de 0.7 V la corriente aumenta mucho, conduce mucho el diodo y las corrientes son muy grandes. Debido a estas corrientes grandes el diodo podría romperse, por eso hay que tener cuidado con eso.

Polarizado en inverso tenemos corrientes negativas y pequeñas, esta corrientes se les llama corrientes de fuga y son insignificantes.

La zona directa

En la zona directa tenemos dos características importantes:

• Hay que vencer la barrera de potencial (superar la tensión umbral V= 0.6V en diodos de silicio) para que conduzca bien en polarización directa

• Aparece una resistencia interna (el diodo se comporta aproximadamente como una resistencia.

Tensión Umbral

Como ya se ha dicho antes es el valor de la tensión a partir del cual el diodo conduce mucho. A partir de la Tensión Umbral ó Barrera de Potencial la intensidad aumenta mucho variando muy poco el valor de la tensión.

EJEMPLO: 1N4001 IFmáx = 1 A (F = forward (directa))

Polarización directa: Es como sustituir un diodo por un interruptor cerrado.

Polarización inversa: Es como sustituir el diodo por un interruptor abierto.

CÓDIGOS DE LOS DIODOS

1. CÓDIGO AMERICANO

1N = Semiconductor de una unión

Nº de serie = especificaciones técnicas (ejemplo 1N 4001, 1A, 200V)

2. CÓDIGO EUROPEO:

Primera letra: A=Germanio, B=Silicio

Segunda letra: A=Pequeñas señales, Y=Tensiones altas

Tercera letra: Si la tiene, es diodo industrial, si no la tiene, es un diodo nrmal.

Nº de serie : Especificaciones Técnicas del diodo. Ejemplo BY254.

EL DIODO ZENER

El diodo Zener, que recibe este nombre por su inventor Clarence Melvin Zener, es un diodo semiconductor que posee una caraterística especial: Que en sentido directo se comporta como un diodo rectificador normal, a no ser que alcance la tensión zener, y en sentido inverso presenta una tensión de valor constante.

El diodo Zener es llamado diodo de avalancha o de ruptura y es el dispositivo esencial de los reguladores de tensión.

CURVA CARACTERÍSTICA DEL DIODO ZENER

Un diodo normal también tiene una zona de ruptura, pero este diodo no puede funcionar en esa zona, el diodo zener si puede trabajar en esa zona.

En la zona de ruptura se produce el "Efecto Avalancha" ó "Efecto Zener", la corriente aumenta bruscamente.

DIODO EMISOR DE LUZ (LED)( LightEmmitingDiode )

Este tipo de diodos es muy popular en equipos electrónicos, en donde se emplean para indicar una o varias funciones del equipo. La forma de operar de un led se basa en la recombinación de portadores mayoritarios en la capa de barrera cuando se polariza una unión PN en sentido directo. En cada recombinación de un electrón con un hueco se libera cierta energía, esta energía se irradia en forma de luz.

El color de un led depende del material semiconductor empleado en la construcción del mismo y puede variar desde el ultravioleta, pasando por el visible, hasta el infrarrojo. Los LEDs que emiten luz ultravioleta reciben el nombre de UV LED y los que emiten luz infrarroja se les llaman IRED.

LEDsDE POTENCIA

Los LEDs de alta potencia son diseños más completos que incluyen diversas alternativas de ópticas de control del flujo luminoso

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