Un diodo es un componente electrónico que tiene dos terminales y que solo permite el paso de la corriente en un sentido, es decir, desde un terminal al otro, pero no al revés.

El diodo más utilizado hoy en día es el que se conoce como diodo de unión, y está formado por la unión de dos materiales semiconductores, uno de tipo N y otro de tipo P.

Recuerda que en el semiconductor de tipo N, hay impurezas (por ejemplo, arsénico en silicio) que hacen que sobren electrones.

Y en el semiconductor de tipo P, hay impurezas (por ejemplo boro en silicio) que hacen que falten electrones, cosa que se conoce como huecos.

Al unir un material con el otro, quedaría algo así:

La región de deplexión (también conocida como zona de empobrecimiento) es la parte donde ambos semiconductores se están tocando.

Naturalmente, al estar tan cerca los electrones del tipo N con los huecos del tipo P, en esta zona habrá interacciones donde los huecos se llenarán de electrones.

Esto hace que los portadores de carga que antes estaban disponibles, ya no lo estén. De ahí que se llame también zona de empobrecimiento.

¿Cómo funciona el diodo?

Pues mira, si no hay diferencia de tensión entre ambos materiales, simplemente están ahí a su rollo tranquilamente.

En el semiconductor de tipo P hay huecos donde faltan electrones y en el semiconductor de tipo N hay electrones sobrantes.

Pero los electrones no pasan de un lado a otro en el diodo porque hay una pequeña barrera.

Quieren hacerlo, pero no tienen energía suficiente para ello.

Cuando se les da una tensión, pueden pasar dos cosas… según el sentido de dicha tensión.

Si la parte del tipo N está pegada con el terminal positivo de la fuente lo que estaremos haciendo es estirar la región de deplexión.

Ya que los electrones se verán atraídos por la fuente y cuanto mayor sea la tensión, más grande se hará la región de deplexión.

En este caso no circulará corriente eléctrica:

Sin embargo, si la polarización de la tensión es al revés, hará que a partir de un punto determinado de tensión, circule corriente eléctrica,

Ya que todo está a favor del movimiento de las cargas:

La parte de los huecos (positiva) se ve empujada por la fuente hacia la derecha, mientras que la parte de electrones se ve atraída por la fuente, queriendo también irse a la derecha.

Una vez superada la tensión umbral, empezará a circular una intensidad.

¿Cuál es el símbolo de un diodo en un circuito?

El símbolo de los diodos es el siguiente:

Hay una VD que es la tensión umbral a partir de la cual empezará a pasar corriente por el diodo si está en polarización directa.

Y según la tensión aplicada, mayor o menor será la intensidad que circule por el diodo.

Esto lo vemos reflejado en la curva característica.

¿Qué es la curva característica?

Un gráfico que representa la variación de intensidad en función de la tensión aplicada.

Observa que cuando la tensión aplicada es positiva, circula intensidad a partir de una cierta tensión umbral.

Sin embargo, si es negativa, no circulará intensidad, a menos que la tensión sea tanta que llegamos a la región de ruptura, donde circulará una gran intensidad y se quemará el diodo de unión.

Normalmente se utiliza un modelo simplificado de la curva característica, que se muestra a continuación:

En este caso, se verifican las condiciones siguientes:

Lo que se puede decir en palabras como:

  • Si hay una intensidad de corriente, es porque se ha superado la tensión umbral y el diodo está en ON.
  • Si no se ha superado la tensión umbral, no estará pasando corriente y el diodo está en OFF.

Así de simple.

Aplicaciones de los diodos

Los diodos se usan para muchas cosas, y aquí vamos a ver algunos ejemplos.

Rectificador

Circuito que se utiliza para convertir una señal alterna (que toma valores positivos y negativos) en una señal directa o unidireccional (que solo toma valores o bien positivos o bien negativos).

Rectificador de media onda

Gracias a la disposición del diodo, nos quedamos solo con la parte positiva de la onda.

Rectificador de onda completa

En esta disposición, que es un pelín más compleja, conseguimos que gracias a la disposición de los diodos tengamos toda la onda pero manteniendo solo la parte positiva.

Limitador

Un limitador es un circuito electrónico que se utiliza para eliminar en la salida una porción de la señal de entrada que se encuentre por encima, por debajo o fuera de dos niveles de referencia.

Sirve también como circuito de protección contra sobretensiones.

Puertas lógicas

Son circuitos que realizan las operaciones lógicas básicas, operando con números binarios.

En este tipo de sistemas todas las tensiones se agrupan en tensión alta (y se denomina el 1 lógico) y tensión baja (el 0 lógico):

Ejemplo de una puerta OR:

De forma que si alguno cualquiera de los diodos está en el 1 lógico, también lo estará el circuito.

Ejemplo de una puerta AND:

Así, podremos saber cuando se cumplen todas las condiciones.

Solo si los tres diodos están en el mismo estado, se verifica la condición.

Información sobre diodos

  1. Animación explicada sobre diodos

  2. Vídeo informativo sobre diodos

  3. Ejercicio resuelto de circuito eléctrico con diodos

  4. Animación con explicación sobre diodos

  5. Añadir enlace
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