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Los Diodos: Caracteristicas fisicas y aplicaciones.

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richard simbaña

on 16 July 2015

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Transcript of Los Diodos: Caracteristicas fisicas y aplicaciones.

Los Diodos: Características físicas y aplicaciones.
Circuitos Rectificadores.

Un diodo (del griego "dos caminos") es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la
corriente eléctrica en una única dirección con características similares a un interruptor. De forma
simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por debajo de cierta
diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como
un corto circuito con muy pequeña resistencia eléctrica.

Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces
de convertir una corriente alterna en corriente continua.

Diodo
Los primeros diodos eran válvulas grandes
en chips o tubos de vacío, también llamadas
válvulas termoiónicas constituidas por dos
electrodos rodeados de vacío en un tubo de cristal, con un aspecto similar al de las lámparas incandescentes
El ánodo se conecta al positivo de la
batería y el cátodo al negativo.
Polarización Directa
Definición de diodo
Imagen del diodo
Se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de convertir una corriente alterna en corriente continua
CARACTERÍSTICAS
El diodo conduce con una caída de tensión de 0,6 a 0,7V. El valor de la resistencia interna seria muy bajo. Se comporta como un interruptor cerrado
Circuito
Polarización Inversa
El ánodo se conecta al negativo y
el cátodo al positivo de la batería.
Características
El diodo no conduce y toda la tensión de la pila cae sobre el. Puede existir una corriente de fuga del orden de µA. El valor de la resistencia interna sería muy alto Se comporta como un interruptor abierto.
Circuito
Características Técnicas
Valores nominales de tensión:
VF = Tensión directa en los extremos del diodo en conducción. .
VR = Tensión inversa en los extremos del diodo en polarización inversa.
VRSM = Tensión inversa de pico no repetitiva.
VRRM = Tensión inversa de pico repetitiva.
VRWM = Tensión inversa de cresta de funcionamiento.
Valores nominales de corriente:
IF = Corriente directa. .
IR = Corriente inversa.
IFAV = Valor medio de la forma de onda de la corriente durante un periodo.
IFRMS = Corriente eficaz en estado de conducción. Es la máxima corriente eficaz que el diodo es capaz de soportar.
IFSM = Corriente directa de pico (inicial) no repetitiva.
AV= Average(promedio) RMS= Root Mean Square (raíz de la media cuadrática)
Valores nominales de temperatura
Tstg = Indica los valores máximos y mínimos de la temperatura de almacenamiento.
Tj = Valor máximo de la temperatura que soporta la unión de los semiconductores.
Curva característica de un Diodo
DIODOS METAL-SEMICONDUCTOR
Los más antiguos son los de Germanio con punta de tungsteno o de oro.
Se utilizan como detectores en los receptores de modulación de frecuencia. Por el tipo de unión que tiene posee una capacidad muy baja, así como una resistencia interna en conducción que produce una tensión máxima de 0,2 a 0,3v. La conexión se establece entre un metal y un material semiconductor con gran concentración de impurezas, de forma que solo existirá un movimiento de electrones, ya que son los únicos portadores mayoritarios en ambos materiales.
DIODOS RECTIFICADORES
Su construcción está basada en la unión PN siendo su principal aplicación como rectificadores. Este tipo de diodos (normalmente de silicio) soportan elevadas temperaturas (hasta 200ºC en la unión), siendo su resistencia muy baja y la corriente en tensión inversa muy pequeña.
Sus aplicaciones van desde elemento indispensable en fuentes de alimentación como en televisión, aparatos de rayos X y microscopios electrónicos, donde deben rectificar tensiones altísimas.
DIODO RECTIFICADOR COMO
ELEMENTO DE PROTECCIÓN
La desactivación de un relé provoca una corriente de descarga de la bobina en sentido inverso que pone en peligro el elemento electrónico utilizado para su activación. Un diodo polarizado inversamente cortocircuita dicha corriente y elimina el problema. El inconveniente que presenta es que la descarga de la bobina es más lenta, así que la frecuencia a la que puede ser activado el relé es más baja. Se le llama comúnmente diodo volante.
DIODO RECTIFICADOR COMO ELEMENTO DE PROTECCIÓN DE UN DIODO LED EN ALTERNA.
El diodo Led cuando se polariza directamente conduce y la tensión cae sobre la resistencia limitadora, sin embargo, cuando se polariza inversamente, toda la tensión se encuentra en los extremos del diodo, lo que puede destruirlo.
DIODOS ZENER
Se emplean para producir entre sus extremos una tensión constante e independiente de la corriente que las atraviesa según sus especificaciones. Para conseguir esto se aprovecha la propiedad que tiene la unión PN cuando se polariza inversamente al llegar a la tensión de ruptura (tensión de Zener), pues, la intensidad inversa del diodo sufre un aumento brusco. Para evitar la destrucción del diodo por la avalancha producida por el aumento de la intensidad se le pone en serie una resistencia que limita dicha corriente. Se producen desde 3,3v y con una potencia mínima de 250mW. Los encapsulados pueden ser de plástico o metálico según la potencia que tenga que disipar.
DIODOS LED ( Light Emitting Diode)
Es un diodo que presenta un comportamiento parecido al de un diodo rectificador sin embargo, su tensión de umbral, se encuentra entre 1,3 y 4v dependiendo del color del diodo.

Cuando se polariza directamente se comporta como una lamparita que emite una luz cuyo color depende de los materiales con los que se fabrica. Cuando se polariza inversamente no se enciende y además no deja circular la corriente.
Color Tensión en directo
Infrarrojo 1,3v
Rojo 1,7v
Naranja 2,0v
Amarillo 2,5v
Verde 2,5v
Azul 4,0v
Led bicolor.- Están formados por dos diodos conectados en paralelo e inverso. Se suele utilizar en la detección de polaridad.
Led tricolor.- Formado por dos diodos Led (verde y rojo) montado con el cátodo común. El terminal más corto es el ánodo rojo, el del centro, es el cátodo común y el tercero es el ánodo verde.
Display.- Es una combinación de diodos Led que permiten visualizar letras y números. Se denominan comúnmente displays de 7 segmentos. Se fabrican en dos configuraciones: ánodo común y cátodo común.
FOTODIODO
Son dispositivos semiconductores construidos con una unión PN, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se polarizarán inversamente, con lo que producirán una cierta circulación de corriente cuando sean excitados por la luz.
DIODO DE CAPACIDAD VARIABLE (VARICAP)
Son diodos que basan su funcionamiento en el principio que hace que la anchura de la barrera de potencial en una unión PN varia en función de la tensión inversa aplicada entre sus extremos. Al aumentar dicha tensión, aumenta la anchura de esa barrera, disminuyendo así la capacidad del diodo. De este modo se obtiene un condensador variable controlado por tensión.
Circuitos Rectificadores
Los rectificadores son circuitos realizados con diodos, capaces de cambiar la forma de onda de laseñal que reciben en su entrada.Se utilizan sobre todo en las fuentes de alimentación de los equipos electrónicos. Hay que tener encuenta que cualquier equipo electrónico funciona internamente con corriente continua, y aunquenosotros los conectamos a la red eléctrica (230 V de corriente alterna a 50 Hz), la fuente dealimentación se encarga de convertir esa corriente alterna en corriente continua. El elementofundamental de esa fuente de alimentación será precisamente el circuito rectificador.
Así, tendremos:
• Rectificador de media onda, formado por un único diodo.
• Rectificador de onda completa.
Dentro de este tipo podemos distinguir:
– Rectificador con transformador de toma intermedia, formado por dos diodos.
– Rectificador con puente, formado por cuatro diodos.
Podemos establecer una clasificación de los rectificadores en función del número de diodos queutilizan
El rectificador de media onda
Es un circuito que elimina la mitad de la señal que recibe en la entrada,en función de cómo esté polarizado el diodo: si la polarización es directa, eliminará la parte negativa de la señal, y si la polarización es inversa, eliminará la parte positiva.
Rectificador de onda completa
El circuito rectificador de onda completa es el tipo más empleado en las fuentes de alimentación delos equipos, debido a que con él se obtiene una corriente continua muy parecida a la que proporcionan las pilas o las baterías.
Rectificador Puente
El circuito conocido como rectificador en puente de winstone, no requiere de transformador con derivación central. Sin embargo en este se hacen necesario 4 diodos en comparación con los dos del rectificador de onda completa.
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