Una guía para principiantes sobre diodos (definición, símbolo y funcionamiento)

¡Descubre todo lo que necesitas saber sobre diodos en esta guía para principiantes! ¿Te preguntas qué es un diodo, cuál es su símbolo y cómo funciona? Te lo contamos todo, desde cero, para que puedas entender fácilmente el mundo de los diodos. No pierdas más tiempo y adéntrate en este fascinante campo de la electrónica. ¡Comencemos!

Un diodo es un dispositivo electrónico que permite que la corriente fluya fácilmente en una dirección pero restringe el flujo de corriente en la dirección opuesta. Los diodos semiconductores se usan ampliamente en circuitos electrónicos modernos para rectificación, regulación de voltaje, modulación de señal y más. Esta publicación de blog trata sobre la definición de diodos, su funcionamiento, tipos y aplicaciones.

Los diodos también se conocen como rectificadores. El término diodo se reserva para dispositivos de pequeña señal que consumen una corriente máxima de 1 A, mientras que el término rectificador se usa para dispositivos de potencia.

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Lo anterior es un circuito rectificador. Un circuito rectificador convierte el voltaje de CA en un voltaje de CC estable con la ayuda de diodos y filtros. Los diodos utilizados en este circuito convierten la forma de onda de CA de entrada en una forma de onda de CC fluctuante. Esta forma de onda de CC fluctuante luego se estabiliza utilizando un condensador como filtro.

¿Cuál es el símbolo de un diodo?

El símbolo estándar para diodos se da a continuación. Dos terminales del diodo son el ánodo y el cátodo. La punta de flecha representa el flujo de corriente durante la polarización directa.

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¿Cómo funciona un diodo en un circuito?

Un diodo puede permitir o bloquear fácilmente el flujo de corriente eléctrica según la forma en que está conectado en un circuito. Considere dos casos que se discuten a continuación con la ayuda de una figura.

Caso 1: Cuando el ánodo está conectado al polo positivo de la batería

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En esta orientación, el diodo es sesgado hacia adelante. El diodo ofrece poca resistencia a la corriente eléctrica en este estado y, por lo tanto, brilla la bombilla que está conectada al circuito.

Caso 2: Cuando el ánodo está conectado al polo negativo de la batería

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En esta orientación, el diodo tiene polarizacion inversa. En este estado, el diodo ofrece una resistencia muy alta al flujo de corriente eléctrica. El diodo no conduce, por lo que la bombilla conectada al circuito permanece APAGADA.

Nota: Un diodo conduce cuando está conectado de una manera particular (con polarización directa) en un circuito. Por lo tanto, el diodo es un tipo de dispositivo unilateral.

analogía del flujo de agua

El comportamiento unilateral del diodo se puede entender con la analogía del flujo de agua. Considere una puerta unida con un mecanismo de resorte como se muestra en la figura a continuación.

Caso 1: Cuando el flujo de agua es de izquierda a derecha

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Cuando la presión del agua supera un cierto umbral, empuja la puerta y el agua fluye fácilmente. Esta condición es similar a la polarización directa del diodo.

Caso 2: Cuando el flujo de agua es de derecha a izquierda

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En este caso, independientemente de la presión del agua, la puerta no se abre. Por lo tanto, no fluye agua en este caso. Esta condición es similar a la polarización inversa del diodo.

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Lo anterior es la placa PCB de una bombilla LED. Varios LED están conectados entre sí para emitir luz de alta intensidad. Tenga en cuenta que un LED funciona solo con voltaje de CC, pero la bombilla LED es de CA. El circuito dentro de la bombilla convierte el voltaje de CA de entrada en un voltaje de CC adecuado para los LED.

Construcción de diodo

Un diodo de unión PN es un dispositivo semiconductor de dos terminales cuyo un lado está dopado con material tipo P (aceptor) y otro con material tipo N (donantes) como se muestra en la siguiente figura. Los electrones y los huecos son los portadores mayoritarios en las regiones de tipo N y tipo P, respectivamente.

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La formación de la región de agotamiento.

Estos electrones en la región N y los huecos en la región P se recombinan debido a las diferencias de concentración. Esto da como resultado iones positivos en la región N e iones negativos en la región P. Estos iones se recogen en la unión. Y esta región se conoce como la región de agotamiento.

La polarización es el voltaje externo aplicado a la unión PN. Cuando no se aplica tensión al diodo, la polarización es cero. Dependiendo del potencial de voltaje aplicado al diodo, se opera en dos modos; modo de polarización directa y modo de polarización inversa.

Corriente de difusión

El flujo de portadores de carga a través del área de unión se conoce como difusión. Por lo tanto tLa corriente sin polarización se conoce como corriente de difusión.

Potencial de barrera

El campo eléctrico formado en la región de empobrecimiento actúa como una barrera. Se debe aplicar energía externa para que los electrones se muevan a través de la barrera del campo eléctrico. La diferencia de potencial requerida para mover los electrones a través del campo eléctrico se llama potencial de barrera.

El potencial de barrera de una unión PN depende del tipo de material semiconductor, la cantidad de dopaje y la temperatura. esto es aproximadamente 0,7 V para silicio y 0,3 V para germanio.

Trabajo: polarizado hacia adelante

Es la condición en la que el El terminal positivo de la batería está conectado al material tipo P y el terminal negativo de la batería está conectado al material tipo N. del diodo La siguiente figura muestra un diodo en el modo de polarización directa.

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El campo eléctrico creado por el voltaje aplicado obliga a los electrones en el lado n del diodo a moverse hacia el lado p, mientras que también obliga a los agujeros en el lado p a moverse hacia el lado n. Este movimiento de electrones y huecos crea una corriente a través del diodo. En esta condición, el ancho de la región de agotamiento disminuye.

Voltaje de rodilla

A medida que el voltaje de suministro aumenta por encima del potencial de barrera (el voltaje de codo), la mayoría de los portadores de carga fluyen a través del circuito y hacen que el diodo sea conductor.

Trabajo: polarización inversa

En condiciones de polarización inversa, el terminal positivo de la batería está conectado a la región N y el terminal negativo de la batería está conectado a la región P. En la siguiente figura se muestra un diodo en modo de polarización inversa.

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En este caso, el terminal negativo de la batería atrae los agujeros en el lado p lejos del borde de la barrera de unión. Por otro lado, el terminal positivo atrae los electrones en el lado n lejos del borde de la barrera. Esto evita que la corriente fluya a través del diodo, ya que no hay portadores disponibles para transportarla y, por lo tanto, el ancho de la capa de agotamiento aumenta.

Corriente de fuga y voltaje de ruptura

Por lo general, una pequeña corriente fluye cuando un diodo tiene polarización inversa, lo que se conoce como corriente de fuga. Esto se debe al movimiento de portadores de carga minoritarios a través del cruce. Sin embargo, a temperaturas de funcionamiento normales, esta pequeña corriente puede despreciarse.

Lea también: ¿Qué es un potenciómetro? 15 cosas que debes saber

Representación grafica

El diodo de unión PN ofrece muy poca resistencia al flujo de corriente en la dirección de polarización directa pero máxima resistencia al flujo de corriente cuando está polarizado inversamente. Una buena forma de ilustrar este punto es trazar un gráfico del voltaje aplicado frente a la corriente medida. La siguiente figura muestra un gráfico de esta relación voltaje-corriente (curva característica) para un diodo de unión PN típico.

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Diferentes tipos de diodo

Hay diferentes tipos de diodos disponibles en el mercado, que son útiles en diversas aplicaciones. Algunos de ellos se enumeran a continuación.

Diodo emisor de luz (LED)

Cuando una corriente eléctrica pasa a través de este diodo, se emite luz. Esto sucede cuando el los electrones en el semiconductor se recombinan con los agujeros, por lo que se libera energía en forma de fotones. El color de la luz emitida depende de la brecha de energía del semiconductor utilizado.

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Los LED se utilizan para indicadores(como luces de encendido/apagado) en dispositivos electrónicos. Otras aplicaciones de los LEDs están en señales electrónicas, pantallas de reloj y linternas. Los LED consumen menos energía que la antigua bombilla, CFL, por lo que se utiliza principalmente para fines de iluminación.

Diodo Schottky

El nombre Schottky proviene del físico alemán Walter H. Schottky. El diodo Schottky también se conoce como el Diodo de barrera Schottky o diodo portador caliente. Tiene un voltaje directo más bajo que otros diodos de unión PN de silicio.

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La caída se verá donde hay poca corriente y en esa etapa, el voltaje oscila entre 0,15 y 0,4 voltios. Estos se construyen de manera diferente para obtener ese rendimiento. Los diodos Schottky son muy utilizados en aplicaciones de rectificador.

diodo shockley

Es un diodo semiconductor de cuatro capas conocido como diodo PNPN. El diodo Shockley lleva el nombre de su inventor William Shockley. Este tipo de diodo está hecho con un conjunto de transistores bipolares interconectados.

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La última parte NP del transistor PNP está conectada con la parte NP del transistor NPN. El diodo Shockley se utiliza como interruptor de disparo para rectificador de control de silicio, oscilador de relajación(oscilador de diente de sierra), y también se utiliza como amplificador de audio.

Diodo láser

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Es un tipo diferente de diodo ya que produce luz coherente. Es muy utilizado en unidades de CD, DVD y dispositivos láser. Estos son costosos en comparación con los LED, pero más baratos en comparación con otros generadores láser. La vida limitada es el único inconveniente de estos diodos. Leer más

diodo de avalancha

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Este diodo pertenece al tipo de polarización inversa y funciona mediante el efecto de avalancha. Cuando la caída de voltaje es constante e independiente de la corriente, se produce la ruptura por avalancha. Presentan altos niveles de sensibilidad y, por lo tanto, se utilizan para la fotodetección.

Diodo Zener

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Es el tipo de diodo más útil ya que puede proporcionar un voltaje de referencia estable. Estos funcionan en polarización inversa y se rompen con la llegada de un cierto voltaje. Si se limita la corriente que pasa por la resistencia, se genera un voltaje estable. Los diodos Zener son ampliamente utilizados en fuentes de alimentación para proporcionar un voltaje de referencia.

fotodiodo

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Fotodiodo

Un> Comienza a conducir, tan pronto como un haz de luz incide sobre él. Este es un diodo de polarización inversa y se utiliza en células solares y fotómetros. Incluso se utilizan para generar electricidad.

diodo varactor

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Varactor es un tipo de diodo de unión PN que tiene una capacitancia que varía al variar el voltaje de polarización inversa. Opera solo en voltaje de polarización inversa y actúa como un capacitor variable. El diodo varactor también se conoce como diodo varicap, diodo de sintonización y diodo de capacitancia variable. El diodo varactor se utiliza en multiplicadores de frecuencia y también se usa en amplificadores parametricos y osciladores controlados por voltaje.

Similar: 10 tipos de potenciómetro: cómo elegir y aplicaciones

diodo túnel

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Un diodo túnel es un diodo de unión PN fuertemente dopado que tiene resistencia negativa. Para esta resistencia negativa, la corriente disminuye al aumentar el voltaje en el diodo. El diodo de túnel fue inventado por Leo Esaki cuando trabajaba en mecánica cuántica sobre el efecto de túnel de electrones. El diodo se utiliza como dispositivo de conmutación rápida en computadoras y como un dispositivo de memoria de almacenamiento lógico. se usa en osciladores de alta frecuencia, amplificadores y receptores de FM.

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Definición

Un diodo es un componente electrónico que permite el flujo de corriente eléctrica en una dirección mientras bloquea su paso en la dirección opuesta. Funciona como una válvula para el flujo de corriente eléctrica.

Símbolo

El símbolo del diodo se representa de la siguiente manera en los diagramas eléctricos:

<img src=»ruta_del_archivo/simbolo_diodo.png» alt=»Símbolo de un diodo»>

Funcionamiento

El funcionamiento básico de un diodo se basa en dos componentes principales: el ánodo y el cátodo. El ánodo es el terminal positivo del diodo, mientras que el cátodo es el terminal negativo. Cuando la corriente fluye desde el ánodo hacia el cátodo, el diodo se encuentra en un estado de conducción y permite el paso de corriente. Sin embargo, cuando la corriente se aplica en dirección opuesta (del cátodo al ánodo), el diodo se encuentra en un estado de bloqueo y no permite que la corriente fluya.

Preguntas frecuentes

  1. ¿Cuál es el objetivo de un diodo?

    El objetivo principal de un diodo es permitir el flujo de corriente eléctrica en una dirección y bloquearla en la dirección opuesta. Esto es esencial en diferentes aplicaciones, como la rectificación de corriente alterna.

  2. ¿Dónde se utilizan los diodos?

    Los diodos se utilizan en una amplia variedad de dispositivos electrónicos, como fuentes de alimentación, circuitos rectificadores, amplificadores, circuitos de protección y muchos más. También son fundamentales en sistemas de señalización y comunicación.

  3. ¿Existen diferentes tipos de diodos?

    Sí, existen varios tipos de diodos, algunos de los más comunes son:

    • Diodos rectificadores
    • Diodos emisores de luz (LED)
    • Diodos zener
    • Diodos Schottky
    • Diodos de unión PN
  4. ¿Cómo identificar la polaridad de un diodo?

    Para identificar la polaridad de un diodo, debes buscar el terminal marcado con el símbolo de flecha en el encapsulado. Este terminal generalmente corresponde al cátodo, mientras que el otro terminal es el ánodo.

  5. ¿Cuáles son las características importantes a tener en cuenta en un diodo?

    Al seleccionar un diodo, es importante considerar las siguientes características:

    • Corriente máxima directa (IF máx)
    • Tensión máxima inversa (VR máx)
    • Tiempo de recuperación inversa (trr)
    • Potencia máxima disipada (Pd máx)

Esperamos que esta guía haya aclarado tus dudas básicas sobre los diodos. Si deseas obtener más información, puedes consultar la página de Wikipedia sobre diodos.

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