Los diodos semiconductores, o simplemente diodos, son componentes electrónicos obtenidos a partir de una junción de materiales semiconductores del tipo P y del tipo N.
La junción PN y por lo tanto, los diodos semiconductores se caracterizan por conducir la corriente sólo en un sentido, es decir, el diodo se comporta como una "válvula" dejando la corriente pasar sólo en un sentido, como sugiere la figura 1.
Si la corriente eléctrica es forzada a circular en el sentido normal de conducción del diodo, es decir, si el diodo es polarizado en el sentido directo, la resistencia ofrecida es muy baja, y la corriente puede pasar libremente.
Si la corriente eléctrica es forzada a circular en el sentido opuesto, es decir, si el diodo se polariza en sentido inverso, la resistencia manifestada será muy alta, y prácticamente ninguna corriente puede circular.
Diversos son los materiales que presentan propiedades semiconductoras que pueden ser usados ??en la construcción de diodos. Entre ellos destacamos el silicio, el germanio, el selenio, la galena, el arseneto de galio, etc.
Actualmente, los diodos más comunes son los de silicio y los de germanio cuyos aspectos y símbolos se muestran en la figura 3.
Vea que los diodos pueden variar de tamaño y formato según la finalidad a la que se destinan. Tenemos entonces:
a) Diodos rectificadores que son diodos diseñados para trabajar con corrientes y tensiones relativamente elevadas en circuitos de bajas frecuencias (corrientes alternas). Estos diodos en su mayoría son de silicio, y pueden ser dotados de irradiadores de calor cuando la corriente con que trabajar es muy intensa. Encontramos estos diodos en circuitos de fuentes de alimentación con corrientes de trabajo situados entre 500 mA y 1 000 A.
b) Diodos de señal que son diodos para bajas corrientes y bajas tensiones que, sin embargo, pueden trabajar con señales de frecuencias muy altas. Estos diodos se utilizan como detectores, circuitos de conmutación, etc. Los diodos de señal pueden ser tanto de silicio como de germanio caracterizándose por sus reducidas dimensiones y la no necesidad de envolturas capaces de disparar calor. Los diodos de señal funcionan con corrientes en el rango de miliamperios en frecuencias que se extienden hasta 1 GHz.
c) Diodos de MAT (muy alta tensión) que se utilizan en la rectificación de tensiones muy elevadas, de orden de miles de volts. Estos diodos aparecen en el sector de alta tensión de televisores, en aplicaciones industriales y médicas.
d) Diodos especiales como los diodos zener, diodos de capacitancia variable, LED, que se abordan por separado. (busque el nombre de cada uno para obtener información).
Las curvas características de los diodos semiconductores se muestran en la figura 3 para el caso de que el material sea el silicio y el germanio.
Por estas curvas, el lector puede percibir que el punto en que el diodo de silicio comienza a conducir corresponde a una tensión más elevada que el punto en que el diodo de germanio lo hace.
Mientras que el diodo de germanio ya presenta una baja resistencia en torno a 0,2 V el diodo de silicio sólo comienza a conducir apreciablemente la corriente en torno a 0,6V.
Esto significa que un diodo de silicio no se comporta como tal en tensiones de menos de 0,6V. También existen diodos especiales denominados Schottky que conducen con tensiones mucho más bajas que los diodos comunes.
Observamos por estas curvas también que, cuando polarizados en el sentido directo, a partir de cierta tensión ya mencionada el diodo comienza a conducir la corriente cuando entonces la tensión entre sus terminales se mantiene constante.
En la polarización inversa del diodo, no conduce apreciablemente la corriente hasta que se alcanza una cierta tensión, denominada tensión inversa de ruptura (VR) cuando entonces el mismo pierde la propiedad de no conducir, ocurriendo entonces la quema. El diodo es recorrido por una fuerte corriente que lo quema.
Para los diodos semiconductores comunes se deben observar siempre los límites máximos de operación que se dan de la siguiente manera:
a) Tensión inversa máxima: esta tensión puede expresarse por el valor de pico (VRM) cuando el diodo funciona con corriente alterna o bien por el valor continuo (VR). Se trata de la mayor tensión que se puede aplicar en el diodo cuando se polariza en el sentido inverso sin que pierda sus propiedades. Si esta tensión se supera el diodo conduce en sentido inverso, quemándose. En la práctica, no se debe conectar el diodo en circuitos en que una tensión mayor que ésta aparece en cualquier momento polarizando en el sentido inverso.
b) Corriente continua máxima en el sentido directo - aquí podemos tener dos maneras de especificar esta magnitud: la corriente rectificada (Io) correspondiendo entonces al valor medio de la corriente rectificada directa, y que también corresponde a la corriente media directa, también expresada por IF (que, (v), o bien por la corriente de pico directo (Irm) la cual corresponde al valor máximo que la corriente alcanza en un ciclo en que la frecuencia es mayor que 20 Hz.
En la identificación de un diodo semiconductor se debe observar la posición de su ánodo y de su cátodo.
En algunos casos, el cátodo es identificado por un anillo en el envoltorio del componente y, en otros casos tenemos el marcado directo del símbolo en el mismo.
Existen todavía los diodos en que la identificación es hecha por la observación de los elementos internos, pues ellos se presentan en envolturas transparentes.
Vea más:
- Válvulas diodo
- Diodos de germanio