01b.teoría de diodos

Tecnología Electrónica

Teoría de Diodos

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Bibliografía

Principios de Electrónica, Albert Paul Malvino,

McGraw-Hill.

Capítulo 3: Teoría de Diodos

Capítulo 5: Diodos de propósito especial



Representación del Diodo

Circuito básico del diodo:

RL

VS

N

P

cátodo

ánodo



Curva Característica

La curva característica es una representación

gráfica del funcionamiento de un dispositivo

electrónico.

Para el diodo:

1

TKη

VqexpII

DSD

siendo:

IS = Corriente de saturación

VD = Tensión diferencial del diodo

q = carga del electrón = 1.6 E-19 C

K = Constante de Boltzman = 8,62 E-5 eV/K

T = Temperatura en Kelvin

ID

VD0.7V

Región

Directa

Región

Inversa

Ruptura Corriente

Inversa

Tensión

Umbral

IMAX



Características del Diodo

Tensión umbral

Resistencia interna

Corriente continua máxima con polarización

directa (IMAX)

Corriente Inversa

Tensión de ruptura



Diodo Ideal

Teóricamente, un diodo se comporta como un

conductor perfecto (resistencia cero) cuando está

polarizado en directa y como un aislante perfecto

(resistencia infinita) cuando está polarizado en

inversa.

ID

VD

Polarización Inversa

Polarización Directa

L

SD

R

VI



2ª Aproximación

Se contemplan las fuentes de energía internas y las

barreras de potencial, pero no las resistencias ni las

fugas de corriente.

ID

VD0.7V



0.7V

0.7V

L

SD

R

VI

7,0



3ª Aproximación

Se contemplan las fuentes de energía internas, las

barreras de potencial y las resistencias internas,

pero no las fugas de corriente.

ID

VD0.7V



0.7V

0.7V

RD

RD

LD

SD

RR

VI

7,0



Recta de Carga

La recta de carga es la representación gráfica de

todos los puntos de trabajo de un dispositivo.

El punto de trabajo, conocido como punto Q, representa

una solución simultanea para la recta y la curva; en otras

palabras, el punto Q es el único punto de la gráfica que

funciona tanto para el diodo como para el circuito.

ID

VD

Punto de Trabajo Q

Corte

Curva del Diodo

Saturación

Recta de Carga



Recta de Carga (continuación…)

Ejemplo

20mA

ID

VD

Q (0,7V,13mA)

2V

Corte

Curva del Diodo

Saturación

Recta de Carga

VV

mAIR

VI

Q

Q

L

DQ

7,0

13100

7,027,0

R

VI

VVDI

mAIDV

20

200

si

si

V12V

D1

RL100



Diodo LED

El diodo emisor de luz (Light Emitter Diode) es, como su propio nombre indica, un diodo que produce luz cuando se encuentra en conducción. En toda unión pn polarizada en directa, parte de la

energía que se libera en la recombinación se convierte en calor y otra parte se emite en forma de fotones.

Utilizando elementos como el galio o el fósforo, se pueden producir diodos LED’s de diferentes colores; incluso infrarrojos.

N

P

cátodo

ánodo



Fotodiodo

Es un tipo de diodo sensible a la luz.

Se polariza en inversa y se aprovecha el efecto de

la luz sobre la corriente inversa del diodo:

Cuando la energía luminosa se proyecta sobre la unión

pn, puede desligar electrones de valencia.

Cuanto mayor sea la intensidad de luz, mayor será la

corriente inversa en el diodo.

N

P

cátodo

ánodo



Optoacoplador

Un optoacoplador combina un diodo LED y un

fotodiodo dentro de un mismo encapsulado.

Si la tensión de entrada varía, la cantidad de luz también

lo hará; lo que significa que la tensión de salida cambia

de acuerdo con la tensión de entrada.

La ventaja fundamental, es el aislamiento eléctrico

entre los circuitos de entrada y de salida.



Diodo Zener

Este diodo puede trabajar en la zona de ruptura, no se destruye como un diodo normal. Si a un diodo Zener se le aplica una corriente eléctrica de

ánodo a cátodo se comporta como como un diodo normal.

Si se le suministra una corriente inversa, el diodo sólo dejará pasar un voltaje dado (dependiendo de las especificaciones del Zener).

N

P

cátodo

ánodo

ID

VD0.7V

Región

Directa

Región

Inversa

-Vz Corriente

Inversa

Tensión

Umbral

IMAX



Diodo Zener (continuación…)

En polarización directa se comporta como un diodo

normal; se analiza solo la polarización inversa (en 3ª

aproximación):


VZ RD

LD

ZSZ

RR

VVI

ID

VD0.7V

VZ

RL

VS


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