Características de los diodos

ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRONICA EN TELECOMUNICACIONES Y REDES

TEMA: DIODOS

I. OBJETIVOS

1. General

• Tener un conocimiento de los aspectos básicos del diodo, principalmente de su funcionamiento y comportamiento.

2. Específicos

• Analizar la tipología y características funcionales de los diodos.

• Interpretar los parámetros fundamentales que aparecen en las hojas técnicas de los fabricantes de diodos.

• Conocer las aplicaciones de los varios tipos de diodos.

II. INTRODUCCIÓN

El sector electrónico ha conseguido hoy en día unas cotas de importancia en el sector productivo y de bienes de consumo que parecían inimaginables hace unos años. La Electrónica y los componentes electrónicos comienzan su andadura a finales del siglo XIX con el desarrollo del diodo y del tríodo de vacío. Con estos elementos ya era posible la amplificación de señales y multitud de aplicaciones. Con la invención a finales de 1940 del transistor bipolar a base de componentes de estado sólido, se produjo una verdadera revolución en el sector electrónico. El siguiente paso fue la aparición en 1959 del primer circuito integrado. Desde ese momento las posibilidades de miniaturización de los circuitos gracias al aumento de las posibilidades en la intensidad de integración han crecido exponencialmente, dando lugar a un nuevo concepto: la microelectrónica.

Se puede decir que con los semiconductores se comienza el estudio propio de la electrónica. Con el uso de los semiconductores la elaboración de diodos, transistores, tiristores, y circuitos integrados en general.

III. MARCO TEÓRICO

EL DIODO

Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un único sentido; en el sentido contrario no lo permite. Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más común en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos. El diodo de vacío (que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologías de alta potencia) es un tubo de vacío con dos electrodos: una lámina como ánodo, y un cátodo.

De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia eléctrica muy pequeña. Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier señal, como paso inicial para convertir una corriente alterna en corriente continua. Su principio de funcionamiento está basado en los experimentos de Lee De Forest.

Los primeros diodos eran válvulas o tubos de vacío, también llamados válvulas termoiónicas constituidas por dos electrodos rodeados de vacío en un tubo de cristal, con un aspecto similar al de las lámparas incandescentes. El invento fue desarrollado en 1904 por John Ambrose Fleming, empleado de la empresa Marconi, basándose en observaciones realizadas por Thomas Alva Edison.

Al igual que las lámparas incandescentes, los tubos de vacío tienen un filamento (el cátodo) a través del cual circula la corriente, calentándolo por efecto Joule. El filamento está tratado con óxido de bario, de modo que al calentarse emite electrones al vacío circundante los cuales son conducidos electrostáticamente hacia una placa, curvada por un muelle doble, cargada positivamente (el ánodo), produciéndose así la conducción. Evidentemente, si el cátodo no se calienta, no podrá ceder electrones. Por esa razón, los circuitos que utilizaban válvulas de vacío requerían un tiempo para que las válvulas se calentaran antes de poder funcionar y las válvulas se quemaban con mucha facilidad.

Historia

Aunque el diodo semiconductor de estado sólido se popularizó antes del diodo termoiónico, ambos se desarrollaron al mismo tiempo.

Independientemente, el 13 de febrero de 1880 Thomas Edison redescubre el principio. A su vez, Edison investigaba porque los filamentos de carbón de las bombillas se quemaban al final del terminal positivo. El había construido una bombilla con un filamento adicional y una con una lámina metálica dentro de la lámpara, eléctricamente aislada del filamento. Cuando uso este dispositivo, el confirmó que una corriente fluía del filamento incandescente a través del vació a la lámina metálica, pero esto solo sucedía cuando la lámina estaba conectada positivamente.

Edison diseño un circuito que reemplaza la bombilla por un resistor con un voltímetro de DC. Aproximadamente 20 años después, John Ambrose Fleming patentó el primer diodo termoiónico en Britain el 16 de noviembre de 1904.

En 1874 el científico alemán Karl Ferdinand Braun descubrió la naturaleza de conducir por una sola dirección de los cristales semiconductores. Braun patentó el rectificador de cristal en 1899. Los rectificadores de óxido de cobre y selenio fueron desarrollados para aplicaciones de alta potencia en la década de los 1930.

En 1919, William Henry Eccles acuñó el término diodo del griego día, que significa separado, y ode, que significa camino.

EL DIODO IDEAL

Antes de examinar la construcción y características de un dispositivo real, consideremos primero un dispositivo ideal, para proporcionar una base comparativa. El diodo ideal es un dispositivo de dos terminales que tiene el símbolo y las características que se muestran en la figura 1.1a y b, respectivamente.

(a)

(b)

Figura 1.1 Diodo ideal: (a) símbolo; (b) característica.

En forma ideal, un diodo conducirá corriente en la dirección definida por la flecha en el símbolo y actuará como un circuito abierto para cualquier intento de establecer corriente en la dirección opuesta. En esencia.

Las características de un diodo ideal son las de un interruptor que puede conducir corriente en una sola dirección.

En la descripción de los elementos que sigue, un aspecto muy importante es la definición de los símbolos literales, las polaridades de voltaje y las direcciones de corriente. Si la polaridad del voltaje aplicado es consistente con la que se muestra en la figura 1.1.a, la parte de las características que se consideran en la figura 1.1.b, se encuentra a la derecha

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