Un diodo es un componente electrónico de dos
terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él
en un solo sentido. Este término generalmente se usa para referirse al diodo
semiconductor, el más común en la actualidad; consta de una pieza de cristal
semiconductor conectada a dos terminales eléctricos.
-Diodo semiconductor:
Un diodo
semiconductor moderno está hecho de cristal semiconductor como el silicio con
impurezas en él para crear una región que contiene portadores de carga negativa
(electrones), llamado semiconductor de tipo n, y una región en el otro lado que
contiene portadores de carga positiva (huecos), llamado semiconductor tipo p.
Las terminales del diodo se unen a cada región. El límite dentro del cristal de
estas dos regiones, llamado una unión PN, es donde la importancia del diodo
toma su lugar. El cristal conduce una corriente de electrones del lado n
(llamado cátodo), pero no en la dirección opuesta; es decir, cuando una
corriente convencional fluye del ánodo al cátodo (opuesto al flujo de los
electrones).
-Curva característica del diodo.
-Tensión umbral, de codo o de partida (Vγ ): La tensión umbral (también
llamada barrera de potencial) de polarización directa coincide en valor con la
tensión de la zona de carga espacial del diodo no polarizado. Al polarizar
directamente el diodo, la barrera de potencial inicial se va reduciendo,
incrementando la corriente ligeramente, alrededor del 1% de la nominal. Sin
embargo, cuando la tensión externa supera la tensión umbral, la barrera de
potencial desaparece, de forma que para pequeños incrementos de tensión se
producen grandes variaciones de la intensidad de corriente.
-Corriente
máxima (Imax ): Es la intensidad de corriente máxima que puede conducir el
diodo sin fundirse por el efecto Joule. Dado que es función de la cantidad de
calor que puede disipar el diodo, depende sobre todo del diseño del mismo.
-Corriente
inversa de saturación (Is ): Es la pequeña corriente que se establece al
polarizar inversamente el diodo por la formación de pares electrón-hueco debido
a la temperatura, admitiéndose que se duplica por cada incremento de 10 °C en
la temperatura.
-Corriente
superficial de fugas: Es la pequeña corriente que circula por la superficie del
diodo (ver polarización inversa), esta corriente es función de la tensión
aplicada al diodo, con lo que al aumentar la tensión, aumenta la corriente
superficial de fugas.
-Tensión de
ruptura (Vr ): Es la tensión inversa máxima que el diodo puede soportar antes
de darse el efecto avalancha.
-Tipos de diodo semiconductor.
-Diodo avalancha: Diodos que conducen en dirección contraria cuando el
voltaje en inverso supera el voltaje de ruptura. Eléctricamente son similares a
los diodos Zener, pero funciona bajo otro fenómeno, el efecto avalancha. Esto
sucede cuando el campo eléctrico inverso que atraviesa la unión p-n produce una
onda de ionización, similar a una avalancha, produciendo una corriente.
- Diodo de Silicio: Suelen tener un
tamaño milimétrico y, alineados, constituyen detectores multicanal que permiten
obtener espectros en milisegundos. Son menos sensibles que los
fotomultiplicadores. Es un semiconductor de tipo p (con huecos) en contacto con
un semiconductor de tipo n (electrones).
- Diodo de
cristal: Es un tipo de diodo de contacto. El diodo cristal consiste de un cable
de metal afilado presionado contra un cristal semiconductor, generalmente
galena o de una parte de carbón. El cable forma el ánodo y el cristal forma el
cátodo. Los diodos de cristal tienen una gran aplicación en los radio a galena.
- Diodo de corriente constante:
Realmente es un JFET, con su compuerta conectada a la fuente, y funciona como
un limitador de corriente de dos terminales análogo al diodo Zener, el cual
limita el voltaje. Permiten una corriente a través de ellos para alcanzar un
valor adecuado y así estabilizarse en un valor específico. También suele
llamarse CLDs (por sus siglas en inglés) o diodo regulador de corriente.
- Diodo túnel o
Esaki: Tienen una región de operación que produce una resistencia negativa
debido al efecto túnel, permitiendo amplificar señales y circuitos muy simples
que poseen dos estados. Debido a la alta concentración de carga, los diodos
túnel son muy rápidos, pueden usarse en temperaturas muy bajas, campos
magnéticos de gran magnitud y en entornos con radiación alta. Por estas
propiedades, suelen usarse en viajes espaciales.
- Diodo Gunn:
Similar al diodo túnel son construidos de materiales como GaAs o InP que
produce una resistencia negativa. Bajo condiciones apropiadas, las formas de dominio
del dipolo y propagación a través del diodo, permitiendo osciladores de ondas
microondas de alta frecuencia.
- Diodo emisor de
luz: Es un diodo formado de un semiconductor con huecos en su banda de energía,
tal como arseniuro de galio, los portadores de carga que cruzan la unión emiten
fotones cuando se recombinan con los portadores mayoritarios en el otro lado. Dependiendo
del material, la longitud de onda que se pueden producir varía desde el
infrarrojo hasta longitudes de onda cercanas al ultravioleta.
- Diodo láser: Cuando la estructura de
un led se introduce en una cavidad resonante formada al pulir las caras de los
extremos, se puede formar un láser. Los diodos láser se usan frecuentemente en
dispositivos de almacenamiento ópticos y para la comunicación óptica de alta
velocidad.
- Diodo térmico:
Este término también se usa para los diodos convencionales usados para
monitorear la temperatura a la variación de voltaje con la temperatura, y para
refrigeradores termoeléctricos para la refrigeración termoeléctrica. Los
refrigeradores termoeléctricos se hacen de semiconductores, aunque ellos no tienen
ninguna unión de rectificación, aprovechan el comportamiento distinto de
portadores de carga de los semiconductores tipo P y N para transportar el
calor.
- Fotodiodos:
Todos los semiconductores están sujetos a portadores de carga ópticos.
Generalmente es un efecto no deseado, por lo que muchos de los semiconductores
están empacados en materiales que bloquean el paso de la luz. Los fotodiodos
tienen la función de ser sensibles a la luz (fotocelda), por lo que están
empacados en materiales que permiten el paso de la luz y son por lo general PIN
(tipo de diodo más sensible a la luz).
- Diodo con puntas de contacto:
Funcionan igual que los diodos semiconductores de unión mencionados
anteriormente aunque su construcción es más simple. Se fabrica una sección de
semiconductor tipo n, y se hace un conductor de punta aguda con un metal del
grupo 3 de manera que haga contacto con el semiconductor.
- Diodo PIN: Un
diodo PIN tiene una sección central sin doparse o en otras palabras una capa
intrínseca formando una estructura p-intrínseca-n. Son usados como
interruptores de alta frecuencia y atenuadores. También son usados como
detectores de radiación ionizante de gran volumen y como fotodetectores. Los
diodos PIN también se usan en la electrónica de potencia y su capa central
puede soportar altos voltajes.
- Diodo Schottky:
El diodo Schottky están construidos de un metal a un contacto de semiconductor.
Tiene una tensión de ruptura mucho menor que los diodos pn. Su tensión de
ruptura en corrientes de 1mA está en el rango de 0.15V a 0.45V, lo cual los
hace útiles en aplicaciones de fijación y prevención de saturación en un
transistor. También se pueden usar como rectificadores con bajas pérdidas
aunque su corriente de fuga es mucho más alta que la de otros diodos.
- Stabistor: El
stabistor (también llamado Diodo de Referencia en Directa) es un tipo especial
de diodo de silicio cuyas características de tensión en directa son extremadamente
estables. Estos dispositivos están diseñados especialmente para aplicaciones de
estabilización en bajas tensiones donde se requiera mantener la tensión muy
estable dentro de un amplio rango de corriente y temperatura.
