1. EL DIODO.
El diodo es un elemento semiconductor muy utilizado en electricidad-electrónica,
para entender su funcionamiento interno deberíamos hablar de la teoría de las
bandas de energía, la unión PN, enlace covalente, etc., pero si acaso lo haré en
otro momento de mayor lucidez intelectual y pasaremos al diodo, características y
utilización.
Un diodo es un elemento que si le aplicamos corriente continua solamente deja
circular la corriente en un sentido, por tanto y haciendo un clásico símil hidráulico
un diodo se comporta de forma parecida a como lo hace una válvula de retención
que deja pasar el agua o un fluido en una sola dirección, si le aplicásemos
corriente alterna solamente dejaría “pasar” los semi ciclos positivos.
En el siguiente dibujo podemos ver el símbolo del diodo, y la curva ideal de
funcionamiento; como se puede apreciar cuando la tensión es cero o inferior no
circula intensidad y, por tanto, el diodo no conduce, cuando la tensión es mayor
que cero empieza a circular corriente y el diodo conduce, pero siempre si está
polarizado como indica el dibujo al Ánodo debe conectarse el positivo y al Cátodo
el negativo.
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2. Curva ideal de funcionamiento de un diodo.
En el siguiente esquema podemos apreciar las polarizaciones de un diodo.
Todo esto es la forma ideal del diodo, pero en esta vida ideal no hay nada, por
tanto, vamos a ver cómo se comporta de forma real el diodo semiconductor.
Los diodos se pueden construir de silicio o germanio, para que puedan conducir se
debe superar un potencial denominado tensión umbral cuyo valor es 0,7 voltios en
los diodos de silicio y 0,3 en los de germanio, una vez se ha pasado el umbral a
pequeños incrementos de tensión corresponden grandes incrementos de
intensidad, a esta zona se le suele llamar zona de conducción.
En polarización inversa del diodo se distingue la zona de corriente de fugas o
corriente inversa, en la cual la corriente es muy pequeña independientemente del
voltaje aplicado, y la tensión de avalancha, que es a partir de esta tensión que se
destruye el diodo, la curva real nos aclarará lo explicado.
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3. Parámetros más importantes de un diodo.
En la curva real del diodo anteriormente mostrada aparecen cuatro valores
fundamentales a conocer:
1. La tensión directa umbral (VF), 0,7 V en los diodos de Silicio.
2. La corriente inversa (IR), tiene un valor prácticamente despreciable a
temperaturas normales.
3. La corriente directa (IF) es la que circula cuando el diodo conduce, es muy
importante conocer su valor máximo.
4. Tensión inversa máxima (VR), que también es interesante conocer para saber a
qué tensión se destruye el diodo por avalancha.
Tipos de diodos.
Diodo LED del inglés Light-emitting diode, utilizado como indicador
luminoso en aparatos electrónicos, semáforos y poco a poco se van
incorporando a la iluminación de ciertos espacios en la vivienda, etc.
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4. Diodos varicap, utilizados principalmente como sintonizadores de
frecuencia por tensión en circuitos resonantes LC.
Diodo Schottky, su aplicación es en aquellos circuitos que deban trabajar a
altas frecuencias, especialmente en electrónica digital, ordenadores, que se
necesiten activar y desactivar sus semiconductores a gran velocidad.
Diodo túnel, se utiliza como conmutador de alta velocidad otra utilización es
como oscilador de frecuencia.
Fotodiodo, muy utilizado en optoacopladores.
Diodos IRED (diodo emisor de infrarrojos), utilizados sobre todo en mandos
a distancia.
Diodos rectificadores, son utilizados para rectificar la corriente alterna a
corriente continua.
Diodo Zener, diodo utilizado como limitador o recortador de tensiones.
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5. LA CURVA CARACTERÍSTICA DEL DIODO
Con la polarización directa los electrones portadores aumentan su velocidad y al
chocar con los átomos generan calor que hará amentar la temperatura del
semiconductor. Este aumento activa la conducción en el diodo.
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6. DIODO TUNEL
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7. Las curvas características de los diodos semiconductores vienen dadas por el
fabricante en su hoja de características técnicas.
Para el diseño de circuitos electrónicos es de vital importancia el tener la curva
característica del diodo semiconductor a utilizar y este dato se puede obtener en
las hojas de características técnicas que nos ofrecen los fabricantes. Ahora bien,
cuando no tenemos esta curva y queremos diseñar un sencillo circuito
experimental con un diodo semiconductor que ya disponemos, existe una forma
muy fácil de dibujar dicha curva a partir de unos valores que podemos obtener de
nuestro diodo.
Cómo dibujar la curva característica de un diodo semiconductor
Muchos aficionados y estudiantes lo denominan electrónica fácil y aparte de como
dice su propio nombre que es fácil, es entretenida y ayuda a entender mejor el
funcionamiento de los diodos semiconductores.
Cuando no disponemos de la curva característica de cualquier diodo
semiconductor se puede dibujar en un gráfico de coordenadas cartesianas los
valores que adquiere la corriente que atraviesa un diodo con las diferentes
tensiones que se le aplican entre sus extremos. Se obtendrá en una parte del
gráfico la curva característica directa y en otra la inversa, según la polaridad que
se aplique en los extremos del diodo semiconductor.
Materiales necesarios para obtener la curva característica de un diodo
semiconductor
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8. El método más sencillo para dibujar estas curvas es el denominado punto a punto,
en el que se van anotando sucesivamente los valores de las intensidades
correspondientes a las respectivas tensiones aplicadas.
Para poder empezar a obtener los valores es necesario el montaje de un sencillo
circuito electrónico, para lo que se necesitan los siguientes componentes
electrónicos:
•Un diodo de germanio de baja potencia, como puede serlo el AA 115, AA 119,
OA 85, OA 91, etc. Todos estos diodos semiconductores son muy fáciles de
encontrar en cualquier tienda de venta de componentes electrónicos y son muy
baratos.
•Un potenciómetro lineal de 10.000 ohmios.
•Una resistencia de 100.000 ohmios y medio vatio de potencia.
•Una fuente de alimentación o una pila de unos 9 voltios.
•Como equipos de medición dos polímetros o tester de 20.000 ohmios por voltio
cuando menos.
Aunque el circuito necesario para llevar a cabo nuestra gráfica de la curva
característica del diodo semiconductor es muy sencillo, e incluso se puede montar
al aire sin ningún soporte, siempre que se utilicen semiconductores se deben
utilizar circuitos impresos, caso en el cual se puede fabricar un sencillo circuito
impreso a propósito del fin que se persigue o utilizar uno general con pistas y
orificios que se distribuyen de acuerdo con las necesidades de cada caso práctico.
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