Figura 1. Diodo Representación Física Y esquemática.

INTRODUCCION

El Diodo,  es componente electrónico que permite el paso de la corriente en un solo sentido. Los primeros dispositivos de este tipo fueron los diodos de tubo de vacío, que consistían en un receptáculo de vidrio o de acero al vacío que contenía dos electrodos: un cátodo y un ánodo. Ya que los electrones pueden fluir en un solo sentido, desde el cátodo hacia el ánodo, el diodo de tubo de vacío se podía utilizar en la rectificación. Hoy, los diodos más empleados en los circuitos electrónicos actuales son los diodos fabricados con material semiconductor.

Para comprender la conducción de corrientes en los semiconductores, debemos entender primero como funciona la unión P-N, es decir la unión de un semiconductor tipo P donde hay huecos libres y un semiconductor tipo N donde hay electrones libres. 

La unión P-N la conocemos en los diodos, cuando aplicamos un voltaje a la unión P-N los electrones y los huecos se mueven respectivamente hacia la unión de los dos materiales porque polaridades del mismo signo se repelen, el voltaje positivo que se aplica al material tipo P repele los huecos y estos cruzan la unión hacia el material tipo N, y así cada hueco encuentra un electrón y de esta forma las cargas se neutralizan, por otro lado los electrones cruzan la unión hacia el material tipo P y sucede lo mismo, los electrones y huecos que se neutralizan son remplazados por mas electrones y huecos que entran en la unión P-N. Entonces si se aplica el voltaje positivo al material tipo P y el voltaje negativo al tipo N la corriente fluye y es lo que nosotros llamamos polarización directa.

PRELABORATORIO

Diodos Silicio y Germanio:

Curva característica corriente vs. Voltaje. [pic 2]

Figura 2. I vs V en Diodos de Silicio y germanio

La característica Tensión Corriente  de los Diodos esta expresada por la ecuación:

[pic 3]

Donde sus Componentes son

[pic 4]

Ahora bien debemos  tener en cuenta que los puntos donde inicia el crecimiento de la Grafica  se conocen como voltaje umbral de los diodos, y Vt está dado por                               y es el [pic 5]

Voltaje equivalente a la temperatura, dada en 0Kelvin.

 Voltaje umbral típico que se asigna:

El voltaje umbral es el voltaje que se requiere aplicar en polarización Directa al Diodo para obtener conducción,  por debajo de este la corriente en los diodos es prácticamente cero o nula, y por encima se establece el comportamiento de diodo en directa, así para los diodos de germanio este voltaje oscila entre 0,2 V y 0,3 V,  y para los Diodos de Silicio entre 0,6 y 0,7.

Variación de la curva característica debida al nivel de corriente que atraviesa al diodo:

El nivel de Corriente Desplazaría la Grafica en su respectivo eje teniendo en cuenta su valor, es decir que corrientes positivas generarían un comportamiento normal y corrientes negativas superiores a la corriente de saturación llevarían al voltaje de ruptura donde todo  diodo (a excepción del zener) puede llegar a destruirse.

Variación de la curva característica debida a la temperatura que tenga el diodo:

La temperatura Disminuye el voltaje Umbral y aumenta la corriente inversa de saturación para cualquier diodo.

[pic 6]

Figura 3. Variación de la característica con el factor temperatura

Voltaje de pico inverso:

También Conocido como voltaje de Ruptura, Se le llama "voltaje de pico inverso" al máximo voltaje que pueda soportar la juntura cuando la fuente o corriente está conectada en "polarización inversa" o de alta resistencia, Según el tipo de diodo se estipula 100, 400 1000 voltios, etc., cuando se llega a este voltaje se consigue la destrucción del mismo, pues el diodo no puede disipar tal potencia.

Corriente máxima en directo:

Este valor expresa cuanta conducción de electrones puede aguantar el diodo como máximo, así si se sobrepasa el valor nominal de corriente máximo especificada por el fabricante, se produciría una disposición excesiva de potencia en la unión y se eleva la temperatura, pudiendo alcanzar la temperatura de fusión de las pastillas de semiconductor, dañándolo. 

Corriente inversa (reverse leakage current):

Es la pequeña corriente que se establece al polarizar inversamente el diodo.

En polarización inversa es más difícil la conducción, porque el electrón libre tiene que subir una barrera de potencial muy grande de n a p al ser mayor el valor de W. Entonces no hay conducción de electrones libres o huecos, no hay corriente.

En esta situación tenemos que tener en cuenta la generación térmica de pares electrón-hueco. Los pocos electrones generados térmicamente pierden energía y bajan de p a n, es la "Corriente Inversa de Saturación" (IS) que es muy pequeña.

Esa corriente tiene un sentido, siempre se toma la corriente de p a n. Entonces sería negativa en este caso.

Además de esta corriente tenemos otra corriente debida a las fugas, que se denomina "Corriente de Fugas" (If)

[pic 7]

Figura 4. Corriente inversa

Diodo zener:

 El diodo Zener es un modelo especial de diodo de unión, que utiliza silicio, en el que la tensión en paralelo a la unión es independiente de la corriente que la atraviesa. Debido a esta característica, los diodos Zener se utilizan como reguladores de tensión

Los diodos zener se usan para mantener un voltaje fijo. Están diseñados para trabajar de una forma confiable y no destructiva dentro de su zona de “ruptura” de manera que pueden ser utilizados en inversa para mantener bastante fijo el voltaje entre sus terminales Se los puede distinguir de los diodos comunes por su código y su tensión inversa la cual está rotulada en el diodo. Los códigos para diodos zener suelen ser BZX... o BZY... Su tensión inversa de ruptura está grabada con una V en lugar del punto decimal, así por ejemplo 4V7 significa 4,7 V. Los diodos zener están clasificados por su tensión de ruptura y su máxima potencia:

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