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El Diodo




Enviado por Ramses Casanova



    1. Objetivo
    2. Diodos
    3. Diodo Schottky
    4. Diodos Zener
    5. Diodo emisor de luz
      (LED)
    6. Conclusión

    OBJETIVO:

    Se pretende que con esta investigación se tenga un conocimiento
    de los aspectos básicos del diodo, principalmente de su
    funcionamiento y comportamiento. El
    conocimiento relativo sobre los diodos se
    extiende en gran medida pero el objetivo no es
    involucrar todo lo relevante con el diodo si no mas bien lo
    indispensable y básico para lograr una comprensión
    clara de este dispositivo.

    INTRODUCCION:

    Un diodo es un elemento electrónico que tiene un
    cierto comportamiento cuando se le induce una corriente
    eléctrica a través de el, pero depende de las
    características de esta corriente para que el dispositivo
    tenga un comportamiento que nos sea útil.

    La gran utilidad de el
    diodo esta en los dos diferentes estados en que se puede
    encontrar dependiendo de la corriente eléctrica que este
    fluyendo en el, al poder tener
    estos dos estados, estos dos comportamientos los diodos tienen la
    opción de ser usados en elementos electrónicos en
    los que estos facilitan el
    trabajo.

    DIODOS

    El diodo es un dispositivo de dos terminales que, en una
    situación ideal, se comporta como un interruptor
    común con la condición especial de que solo puede
    conducir en una dirección. Tiene un estado
    encendido, el que en teoría
    parece ser simplemente un circuito cerrado entre sus terminales,
    y un estado apagado, en el que sus características
    terminales son similares a las de un circuito abierto. Cuando el
    voltaje tiene valores
    positivos de VD (VD > 0 V)
    el diodo se encuentra en el estado de
    circuito cerrado (R= 0 Ω) y la corriente que circula a
    travιs de este esta limitada por la red en la que este instalado
    el dispositivo. Para la polaridad opuesta (VD
    < 0 V), el diodo se encuentra en el estado de circuito
    abierto (R= ∞ Ω) e ID
    = 0 mA. La siguiente figura nos muestra los dos
    estados del diodo y su símbolo con el que se
    representa.

    El diodo ideal presenta la propiedad de
    ser unidireccional, esto es, si se aplica un voltaje con
    polaridad determinada, el diodo permite el flujo de corriente con
    resistencia
    despreciable y con un voltaje de polaridad opuesta no
    permitirá el paso de corriente.

    En la construcción del diodo semiconductor. Se
    colocan dos materiales
    semiconductores con contenido de carga opuesta uno
    al lado del otro. un material es semiconductor como silicio o
    germanio excesivamente cargado de partículas negativas
    (electrones). El otro material es del mismo tipo semiconductor
    con la diferencia de que este tiene la ausencia de cargas
    negativas

    Cuando se aplica un voltaje de paralización
    directa (voltaje de corriente directa) la región
    iónica en la unión se reduce y los portadores
    negativos en el material tipo n pueden superar la barrera
    negativa restante iones positivos y continuar su camino hasta el
    potencial aplicado.

    Las características reales del dispositivo no son
    ideales, y la grafica nos muestra como se comporta el diodo con
    el tipo y cantidad de voltaje suministrado al mismo

    El hecho de que la grafica sea una curva nos dice que la
    resistencia del diodo cambia en cada punto diferente de la
    curva, esto es, mientras mas inclinada sea la curva la
    resistencia cera menor y tendera a aproximarse al valor ideal de
    0 Ω

    Para analizar mas afondo este cambio de la
    resistencia veamos la siguiente figura

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    Como podemos notar en la grafica se encuentran
    representados unos deltas de voltaje y de corriente y esto es
    porque con la definición de la pendiente de cálculo
    diferencial podemos encontrar la resistencia en un cierto
    punto de la curva

    Resistencia= ΔVD
    / ΔID

    Podemos analizar más de fondo las
    características reales del diodo con la siguiente figura
    pero hay que notar el cambio de estaca en el eje y que representa
    la corriente

    Para ver el gráfico seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    La pequeña cantidad de corriente que pasa en la
    polarizacion inversa están insignificante que no tiene
    ningún efecto en el circuito además de ser de
    sentido contrario

    Existen varios tipos de diodos y veremos los más
    importantes, cada uno tiene aplicaciones específicas pero
    solo nos enfocaremos en su funcionamiento respecto a un voltaje o
    corriente que tenga paso a través de ellos

    DIODO
    SCHOTTKY

    Los diodos schottky están normalmente formados
    por metales como el
    platino y silicio, es decir un diodo schottky surge de la
    unión de un platino, con silicio de tipo n. Por lo general
    se utilizan en aplicaciones de conmutación de alta
    velocidad.

    En estos diodos el platino actúa como material
    aceptador para los electrones cuando esta unido al silicio n y
    así los electrones del silicio se difunden inicialmente en
    el metal, esta difusión hace que el material tipo n
    (silicio) se empobrezca de electrones cerca de la unión y
    por consiguiente que adquiera un potencial positivo que se
    caracteriza por la falta de electrones. Cuando esta
    tensión llega a ser suficientemente alta, impide que los
    electrones se fluyan, y por otra parte cuando se aplica una
    tensión positiva suficientemente grande entre las
    terminales, los electrones de la región n están
    sometidos a un potencial positivo en el lado del metal de la
    unión y surge una circulación de
    electrones.

    Cuando el diodo schottky funciona de modo directo, la
    corriente es debida a los electrones que se mueven desde el
    silicio de tipo n a través del metal, el tiempo de
    recombinación es muy pequeño, normalmente del orden
    de 10 ps. Esto es carios órdenes de magnitud menor que los
    correspondientes a la utilización de diodos de silicio pn
    es por esto que generalmente se utilizan en aplicaciones de
    conmutación de alta velocidad.

    DIODOS
    ZENER

    Los diodos zener o también llamado diodos de
    avalancha, son diodos semiconductores de unión pn cuyas
    propiedades están controladas en las zonas de polarizacion
    inversa y por esto son muy útiles en numerosas
    aplicaciones. La siguiente figura nos muestra el comportamiento
    de un diodo zener

    En la parte positiva de la grafica las
    características son muy similares a las diodos
    semiconductores normales, en la parte negativa no se da tal
    comparación, en esta parte se presenta una región
    en la cual la tensión es casi independiente de la
    corriente que pasa por el diodo. La tensión zener de
    cualquier diodo esta controlada por la cantidad de dopado
    aplicada en la fabricación. El dopado es la
    suministración de electrones a un cierto material, estos
    electrones suministrados alteran las características
    químicas y físicas del material logran que se
    comporte de distinta manera.

    En la mayoría de las aplicaciones, los diodos
    zener trabajan en la región de polarización inversa
    (parte negativa de la grafica)

    DIODO EMISOR DE
    LUZ
    (LED)

    Un foto diodo es un dispositivo de dos terminales cuyas
    características de corriente en función de
    la iluminación se parece mucho a las de
    corriente en función de voltaje de un diodo de
    unión pn.

    La conversión de energía de un fotodiodo
    se invierte en los diodos emisores de luz o LED por sus siglas en
    ingles "Light-emitting diodes" que se emplean por lo general en
    pantallas de visualización de algunos aparatos.

    En el proceso de
    electroluminiscencia, se emite una luz radiante a una intensidad
    que depende de la corriente que circula por el dispositivo, en la
    siguiente figura se muestra esa relación o dependencia de
    la corriente con la intensidad luminosa.

    Como he expuesto en esta investigación los diodos
    son dispositivos con ciertas característica que lo son
    ajenas a todos los demás dispositivos electrónicos.
    Sabiendo aprovechar estas características se puede llegar
    a resultados muy satisfactorios y provechosos.

    CONCLUSION:

    Concluyo que los diodos son elementos importantes en la
    electrónica que nos rodea hoy en
    día, que para su comprensión hay que estar al tanto
    de ciertos conocimientos relativos a su funcionamiento y
    comportamiento.

    Los diodos son de gran versatilidad, se pueden implicar
    en muchos aspectos con el propósito de resolver
    algún problema.

    Para mi la uno de los aspectos mas importantes del diodo
    es que no se quedan en un solo tipo de diodo y mas bien se a
    desarrollado el diodo en formas que extienden su área de
    aplicación.

    BIBLIOGRAFIA:

    Electrónica

    J.M. Calvert

    M.A.H. McCausland

    Edit. Lumisa

    Fundamentos de electrónica

    Robert L. Boylestad

    Louis Nashelsky

    Cuarta edición

    Edit. Person Education

    Circuitos electrónicos

    Donald L. Schilling

    Charles Belove

    Tercera edición

    Edit. Mc Graw Hill

     

     

     

    Autor:

    Ramses Casanova Arteaga

    Estudiante de la Carrera Mecatrónica

    FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Y
    ELECTRONICA

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