Video sobre diodos

un video explicativo sobre la polarizacion:

DIODOS ESPECIALES

Son diodos con características eléctricas particulares, que los diferencian del diodo de propósito general. El funcionamiento de estos diodos es fundamentado por principios de la mecánica cuántica y teoría de bandas.

• Diodo avalancha
• Diodo rectificador
• Fotodiodo
• Diodo Gunn
• Diodo láser
• Diodo emisor de luz (LED e IRED)
• Diodo p-i-n
• Diodo Schottky o diodo de barrera Schottky
• Diodo Shockley (diodo de cuatro capas)
• Diodo túnel o diodo Esaki
• Diodo Varicap o diodo varactor
• Diodo Zener o diodo estabilizador

MODELOS MATEMATICOS

l modelo matemático más empleado es el de Shockley (en honor a William Bradford Shockley) que permite aproximar el comportamiento del diodo en la mayoría de las aplicaciones. La ecuación que liga la intensidad de corriente y la diferencia de potencial es:

Donde:

• I es la intensidad de la corriente que atraviesa el diodo
• V_D es la diferencia de tensión entre sus extremos.
• I_S es la corriente de saturación (aproximadamente 10 ^{− 12}A)
• q es la carga del electrón cuyo valor es 1.6 * 10 ^{− 19}
• T es la temperatura absoluta de la unión
• k es la constante de Boltzmann
• n es el coeficiente de emisión, dependiente del proceso de fabricación del diodo y que suele adoptar valores entre 1 (para el germanio) y del orden de 2 (para el silicio).
• El término V_T = kT/q = T/11600 es la tensión debida a la temperatura, del orden de 26 mV a temperatura ambiente (300 K ó 27 °C).

Con objeto de evitar el uso de exponenciales (a pesar de ser uno de los modelos más sencillos), en ocasiones se emplean modelos más simples aún, que modelan las zonas de funcionamiento del diodo por tramos rectos; son los llamados modelos de continua o de Ram-señal que se muestran en la figura. El más simple de todos (4) es el diodo ideal.

OBSERVACIONES

Cada diodo tiene su nomenclatura y caracteristicas

La nomenclatura esta directamente relacionada con el uso que se va a hacer del diodo.

Las características nos dirán las tensiones y corrientes que cada uno puede soportar

En lo próximos capitulos veremos una relación de diodos que se utilicen. Por ahora nos contentaremos con saber cómo conocer los terminales y si el diodo está en buen estado o no, por medio del polimetro. Para ello pondremos el polimetro dispuesto para medir ohmios y la escala en X1  ó X10  según el tipo de polimetro.

Aplicando las tomas del polimetro en bornas del diodo primero en una posición y luego en la contraria, pueden darse tres casos:

a) En ambos la aguja del polimetro se va a fondo de escala. El diodo está cortocircuitado.

b) En ambas posiciones la aguja no parece moverse.. El diodo está en circuito abierto.

c) En una posición la aguja no se mueve y en la contraria la aguja se acerca al fondo de escala. El diodo está bien.

En este tercer caso, cuando la aguja tiende a ir a fondo de escala, la toma del polimetro que utiliza cable negro (común) está aplicada sobre elánodo del diodo. El otro extremo del diodo será el cátodo.

DIODO UNIÓN PN Polarización directa Polarización inversa Simbolo Circuito equivalente Curva característica Observaciones Volver a lecciones DIODO SEMICONDUCTOR CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN DIODO IDEAL

Si el diodo está polarizado directamente, su circuito equivalente es el de un conmutador cerrado, pequeña resistencia.

 Con polarización inversa, el circuito representa un conmutador abierto, gran resistencia.

CURVA CARACTERISTICA DEL DIODO

• Tensión umbral, de codo o de partida (V_γ ).
  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 (I_max ).
  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 (I_s ).
  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 10º 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 (V_r ).
  Es la tensión inversa máxima que el diodo puede soportar antes de darse el efecto avalancha.

Teóricamente, al polarizar inversamente el diodo, este conducirá la corriente inversa de saturación; en la realidad, a partir de un determinado valor de la tensión, en el diodo normal o de unión abrupta la ruptura se debe al efecto avalancha; no obstante hay otro tipo de diodos, como los Zener, en los que la ruptura puede deberse a dos efectos:

• Efecto avalancha (diodos poco dopados). En polarización inversa se generan pares electrón-hueco que provocan la corriente inversa de saturación; si la tensión inversa es elevada los electrones se aceleran incrementando su energía cinética de forma que al chocar con electrones de valencia pueden provocar su salto a la banda de conducción. Estos electrones liberados, a su vez, se aceleran por efecto de la tensión, chocando con más electrones de valencia y liberándolos a su vez. El resultado es una avalancha de electrones que provoca una corriente grande. Este fenómeno se produce para valores de la tensión superiores a 6 V.
• Efecto Zener (diodos muy dopados). Cuanto más dopado está el material, menor es la anchura de la zona de carga. Puesto que el campo eléctrico E puede expresarse como cociente de la tensión V entre la distancia d; cuando el diodo esté muy dopado, y por tanto d sea pequeño, el campo eléctrico será grande, del orden de 3·10⁵ V/cm. En estas condiciones, el propio campo puede ser capaz de arrancar electrones de valencia incrementándose la corriente. Este efecto se produce para tensiones de 4 V o menores.

Para tensiones inversas entre 4 y 6 V la ruptura de estos diodos especiales, como los Zener, se puede producir por ambos efectos.

Bibliografia y descargas Primer Capitulo

bibliografia recomendada:
Libro guía  ELECTRONICA: BOYLESTAD
si pueden descarguenlo de este enlace: http://www.megaupload.com/?d=ZOKHLNAG

de este libro vean el capítulo 1

 

y también el capitulo 2:

- ELECTRONICA: MALVINO
si pueden descarguenlo
http://freakshare.com/files/k1h0kmht/Malvino--Albert-Paul---Principios-de-electr--nica--VI-edicion-.pdf.html

- ELECTRONICA INTEGRADA : MILLMAN- HALKIAS
descarguenlo desde este enlace: http://www.megaupload.com/?d=8RZD3CBF
- DISPOSITIVOS ELECTRONICOS: SCHILLING BELOVE
y este otro lo pueden buscar en la biblioteca.
Toamr en cuenta el cronograma a publicarse pronto.