Diodos . . . ¿Qué?

Los diodos son componentes electrónicos, de los cuales se derivan bastantes tecnologías y esto es gracias a su particular composición ya que están construidos por materiales semiconductores, estos son una clase particular de elementos ya que se encuentra entre ser un excelente conductor y al mismo tiempo un aislante.

Los semiconductores más frecuentes son los de Germanio, Silicio y Arseniuro de Galio, esto gracias a su estructura atómica, la cual le permite compartir electrones, esto facilita el libre comportamiento de las cargas eléctricas. 

Tipos de materiales semiconductores

Existen dos tipos de materiales semiconductores, se conocen como tipo N y tipo P. 

Los materiales tipo N se forman cuando a un cristal como el silicio se le introducen elementos de impureza que tienen 5 electrones de valencia, esto ayuda a que los electrones viajen de un estado a otro cuando se dopan eléctricamente.

Los tipo P está formado por impurezas de elementos que tienen 3 electrones de valencia, formando vacíos para los cuales los electrones pueden llenar cuando exista flujo de corriente.

De forma simplificada los materiales tipo n tienen una saturación de electrones para poder donarlos, y los materiales de tipo p tienen vacíos o espacios en los cuales pueden recibir electrones.

Con este principio, cuando un flujo de corriente eléctrica pasa a través de un diodo, lo satura de electrones hasta obtener la energía suficiente para saltar de un material a otro, mientras que los espacios vacíos son recorridos al otro material.

Polarización del Diodo

Así se puede ver un diodo cuando no se le aplica una polarización (V=0) se puede notar la región de agotamiento donde está la barrera de energía a romper, las cargas se encuentran sin dopaje. 

Cuando se le aplica una corriente de saturación inversa. la saturación de cargas se acopla con la región de agotamiento haciendo que la región crezca y la circulación de corriente eléctrica sea imposible.

En polarización directa, la corriente va a flujo de los electrones, es decir que los empuja de cierta forma, lo que provoca que la región de empobrecimiento sea cada vez más delgada permitiendo la circulación de la corriente eléctrica.

Se puede decir que los diodos son dispositivos que permiten el flujo de electrones, dependiendo su configuración.

Tipos de Diodos

Algunos de los diodos más comunes que existen son:

Diodo rectificador:

Es un dispositivo semiconductor fabricado de silicio con una caída de tensión directa de 0,7 V. El diodo rectificador conduce electricidad en polarización directa, mientras que en polarización inversa no es posible la conducción. Esta particularidad permite la transformación de voltajes de corriente alterna (CA) a corriente directa (CD), obteniendo con ello la rectificación de una señal. Los diodos rectificadores son usados en circuitos en los cuales pasan cantidades altas de corriente eléctrica a través del diodo.

Diodo Zener:

Estos diodos permiten un flujo de corriente de forma inversa, además de su capacidad para mantener constante el voltaje en sus terminales al polarizar inversamente. Por lo general, los diodos Zener son usados como dispositivos de control.

Diodo emisor de luz(LED):

Fueron producidos por primera vez en el año de 1968, la característica distintiva de estos diodos es que convierten la energía eléctrica en energía luminosa. Son sometidos a un proceso de electroluminiscencia, en donde los agujeros y los electrones se recombinan y producen energía en forma de luz cuando se polarizan directamente. Los diodos emisores de luz (LED) eran usados como indicadores de encendido, en la actualidad, son usados para aplicaciones de iluminación en casas y lugares de trabajo, iluminación en la aviación y señalizaciones de tráfico, por mencionar algunos.

Diodo Schottky:

Este tipo de diodo tiene la particularidad de que la unión se forma poniendo en contacto el material semiconductor con metal. De esta manera, la caída de voltaje directa se reduce al mínimo. Como material semiconductor se usa un silicio de tipo N, que actúa como un ánodo y el metal actúa como un cátodo. Debido a la unión metálica, este tipo de diodos poseen una capacidad alta de conducción de corriente, el tiempo de conmutación se ve reducido. Por lo tanto, los diodos Schottky tiene un mayor uso en aplicaciones de conmutación o bien, en aplicaciones de rectificador de alta frecuencia.

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Referencias

BOYLESTAD, ROBERT L. y NASHELSKY, LOUIS Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos PEARSON EDUCACIÓN, México, 2009 ISBN: 978-607-442-292-4 Área: Ingeniería