Diodo Semiconductor

Definición:

El diodo semiconductor es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar, prácticamente en cualquier circuito electrónico. Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la más utilizada) y de germanio.

El diodo semiconductor está constituido fundamentalmente por una unión P-N, añadiéndole un terminal de conexión a cada uno de los contactos metálicos de sus extremos y una cápsula que aloja todo el conjunto, dejando al exterior los terminales que corresponden al ánodo  y al cátodo.

El diodo deja circular corriente a través suyo cuando se conecta el polo positivo de la batería al ánodo, y el negativo al cátodo, y se opone al paso de la misma si se realiza la conexión opuesta. Esta interesante propiedad puede utilizarse para realizar la conversión de corriente alterna en continua, a este procedimiento se le denomina rectificación.

Simbología del Diodo Semiconductor 

El material tipo P recibe el nombre de ánodo.

El material tipo N recibe el nombre de cátodo.

 

Tipos de Diodos Semiconductores:

Diodos de señal

Los diodos de señal de use general se emplean en funciones de tratamiento de la señal, dentro de un circuito o bien para realizar operaciones de tipo digital formando parte de «puertas» lógicas y circuitos equivalentes, Son de baja potencia. Las características de estos diodos son:
- Tensión inversa (Vr), hasta 75 V como máximo. - Corriente directa (If), 100 mA. - Potencia máxima (P/tot), 200 milivatios (mW)
El encapsulado es en forma de un cilindro miniatura, de plástico o vidrio, estando los dos terminales de conexión situados en los extremos. Sobre el cuerpo deberá estar marcado el hilo de conexión que corresponde al cátodo, mediante un anillo situado en las proximidades de éste.

Diodos de conmutación

Los diodos de conmutación o rápidos se caracterizan por ser capaces de trabajar con señales de tipo digital o <<lógico>> que presenten unos tiempos de subida y bajada de sus flancos muy breves. El factor o parámetro que caracteriza a estos diodos es el tiempo de recuperación inverso (TRR) que expresa el tiempo que tarda la unión P-N en desalojar la carga eléctrica que acumula, cuando se encuentra polarizada inversamente (efecto similar a la acumulación de carga de un condensador), y recibe súbitamente un cambio de tensión que la polariza en sentido directo. Pueden ser considerados rápidos aquellos diodos con un TRR inferior a 400 nanosegundos, en modelos de media potencia, para los de baja potencia este tipo es del orden de los 5 nanosegundos.

Diodos de alta frecuencia

Los diodos de alta frecuencia se emplean en aquellas partes de un circuito que deben de funcionar con frecuencias superiores a 1 megahertz (1 millón de ciclos por segundo). Se caracterizan por presentar una baja capacidad de difusión (Cd) entre las dos zonas semiconductoras que forman la unión P-N, cuando éstas están polarizadas en sentido directo.

Diodos zener

Los diodos estabilizadores de tensión se emplean, como su nombre indica, para producir una tensión entre sus extremos constante y relativamente independiente de la corriente que los atraviesa. Aprovechan, para su funcionamiento, una propiedad muy interesante que presenta la unión semiconductora cuando se polariza inversamente por encima de un determinado nivel.

Normalmente un diodo que recibe una polarización inversa no permite el paso de la corriente o lo hace dejando pasar una intensidad debilísima. Sin embargo, al alcanzar una determinada tensión, denominada tensión zener se produce un aumento de la cantidad de corriente, de forma tal que esta diferencia de potencial entre sus extremos se mantiene prácticamente constante, aunque se intente aumentar o disminuir a base de variar la intensidad que lo atraviesa. Existe una amplia gama de tipos clasificados por una serie de tensiones zener normalizadas y por la potencia que son capaces de disipar, desde 250 mili vatios hasta decenas de vatios, con encapsulado plástico o metálico. Los parámetros que caracterizan a un diodo zener son:

- Tensión zener (Vz). - Corriente minima para alcanzar la Vz (Iz). - Potencia máxima (P/tot).

Diodos especiales

Dentro del grupo de diodos especiales están comprendidos los diodos varicap, diodos túnel y diodos Led Los primeros se construyen buscando acentuar al máximo la propiedad que presente la unión P-N de comportarse de una forma análoga a un condensador, cuando se la polariza inversamente. La capacidad resultante es, además, variable con la tensión aplicada; lo cual permite disponer de una forma muy simple de condensadores variables, controlados por una diferencia de  potencial. Su empleo está muy generalizado en etapas de sintonía de receptores de radio y TV.

Caracteristicas de los Diodos semiconductores

• Es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar prácticamente en cualquier circuito electrónico. Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la más utilizada) y de germanio.

• Son dispositivos no lineales que tienen gran importancia en el mundo de la electrónica ,son conocidos en los circuitos de conmutación. 

• Están compuestos por una unión de dos materiales semiconductores tipo P y N separada por una  barrera o unión.

• El semiconductor tipo N tiene electrones libres (exceso de electrones) y el semiconductor tipo P tiene huecos libres (ausencia o falta de electrones).

• Resistencia directa e inversa de los diodos semiconductores.

• Resistencia dinámica.

• Rectificadores de media onda y onda completa.

• Circuitos recortadores serie paralelo.

 Aplicaciones de los Diodos semiconductores:

El diodo conduce durante los semiciclos positivos pero no en los semiciclos negativos. El circuito recorta los semiciclos negativos.

Una forma de onda como esta se denomina señal de media onda.
¿Cómo lo hace?
Esta tensión de media onda produce una corriente de carga unidireccional.
Una señal de media onda es una tensión continua pulsante que crece hasta un valor máximo, decrece hasta llegar a cero y permanece en cero durante el semiciclo negativo.
¿Qué ocurriria, si colocamos el diodo inversamente?...
Si se invirtiera el diodo, los pulsos de salida fueran negativos.

Estabilizador de tensión

 Lo que  se consigue 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.