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Tipos diodo

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DIODO Visita en el Internet algunas compaas que vendan dispositivos electrnicos. Busca informacin de la ficha tcnica de cinco diodos diferentes. Elabora una presentacin en power point donde muestres la caracterstica de cada diodo. Algunas pginas que puedes visitar: http://www.circuitosimpresos.org/2008/06/02/diodos/ http://www.microelectronicash.com/ http://www.ifent.org/lecciones/zener/default.asp http://www.neoteo.com/midiendo-diodos-y-transistores-15335

DIODOVisita en el Internet algunas compaas que vendan dispositivos electrnicos. Busca informacin de la ficha tcnica de cinco diodos diferentes. Elabora una presentacin en power point donde muestres la caracterstica de cada diodo.Algunas pginas que puedes visitar:http://www.circuitosimpresos.org/2008/06/02/diodos/http://www.microelectronicash.com/http://www.ifent.org/lecciones/zener/default.asphttp://www.neoteo.com/midiendo-diodos-y-transistores-15335

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Universidad Privada Telesup

Tipos de DiodosAlumno : Miguel Angel Castillo FloresCiclo : IVCurso : Fsica ElectrnicaProfesor : Condori Zamora KellyDiodo avalanchaUn diodo avalancha, es un diodo semiconductor diseado especialmente para trabajar en tensin inversa. En estos diodos, poco dopados, cuando la tensin en polarizacin inversa alcanza el valor de la tensin de ruptura, los electrones que han saltado a la banda de conduccin por efecto de la temperatura se aceleran debido al campo elctrico incrementando su energa cintica, de forma que al colisionar con electrones de valencia los liberan; stos a su vez, se aceleran y colisionan con otros electrones de valencia liberndolos tambin, producindose una avalancha de electrones cuyo efecto es incrementar la corriente conducida por el diodo sin apenas incremento de la tensin.La aplicacin tpica de estos diodos es la proteccin de circuitos electrnicos contra sobretensiones. El diodo se conecta en inversa a tierra, de modo que mientras la tensin se mantenga por debajo de la tensin de ruptura slo ser atravesado por la corriente inversa de saturacin, muy pequea, por lo que la interferencia con el resto del circuito ser mnima; a efectos prcticos, es como si el diodo no existiera. Al incrementarse la tensin del circuito por encima del valor de ruptura, el diodo comienza a conducir desviando el exceso de corriente a tierra evitando daos en los componentes del circuito. Tambin son usados como fuentes de ruido en los analizadores de antena y como generadores de ruido blanco.Elctricamente son similares a los diodos Zener, pero funciona bajo otro fenmeno, el efecto avalancha. Esto sucede cuando el campo elctrico inverso que atraviesa la unin p-n produce una onda de ionizacin, similar a una avalancha, produciendo una corriente. Los diodos avalancha estn diseados para operar en un voltaje inverso definido sin que se destruya. La diferencia entre el diodo avalancha (el cual tiene un voltaje de reversa de aproximadamente 6.2V) y el diodo zener es que el ancho del canal del primero excede la "libre asociacin" de los electrones, por lo que se producen colisiones entre ellos en el camino. La nica diferencia prctica es que los dos tienen coeficientes de temperatura de polaridades opuestas.A continuacin algunos datos del diodo Zener:Los diodos Zener tienen un voltaje de avalancha menor a 100v y se pueden trabajar hacindolos conducir en esa condicin hasta cierto valor lmite de corriente. Un diodo se puede asimilar a una vlvula de flujo unidireccional (flapper o cheque), con una diferencia de presin positiva se abre y deja pasar flujo, con una diferencia de presin negativa se cierra y el flujo es cero.

La grfica muestra la variacin de la corriente en funcin del voltaje aplicado al diodo indicando el comportamiento tanto en polarizacin directa como en inversa.

Caracterizacin del Zener

1. Tensin Zener Vz.2. Rango de tolerancia de Vz. (Tolerancia: C: 5%)3. Mxima corriente Zener en polarizacin inversa Iz.4. Mxima potencia disipada.5. Mxima temperatura de operacin del zener.Su principal aplicacin es como regulador de tensin; es decir, como circuito que mantiene la tensin de salida casi constante, independientemente de las variaciones que se presenten en la lnea de entrada o del consumo de corriente de las cargas conectadas en la salida del circuito.

El smbolo del diodo zener es:

Diodo tnel

El Diodo tnel es un diodo semiconductor que tiene una unin pn, en la cual se produce el efecto tnel que da origen a una conductancia diferencial negativa en un cierto intervalo de la caracterstica corriente-tensin.Poseen una regin de juntura extremadamente delgada que permite a los portadores cruzar con muy bajos voltajes de polarizacin directa y tienen una resistencia negativa, esto es, la corriente disminuye a medida que aumenta el voltaje aplicado

En la figura podemos observar la curva caracterstica del diodo tnel, en la cual nos podemos dar cuenta de sus cualidades. En lo que respecta a la corriente en sentido inverso se comporta como un diodo corriente, pero en el sentido directo ofrece unas variantes segn la tensin que se le somete. La intensidad de la corriente crece con rapidez al principio con muy poco valor de tensin hasta llegar a la cresta C desde donde, al recibir mayor tensin, se produce una prdida de intensidad hasta D que vuelve a elevarse cuando se sobrepasa toda esta zona del valor de la tensin.En consecuencia, el diodo tnel puede funcionar como amplificador, como oscilador o como biestable. Debido a la alta concentracin de carga, los diodos tnel son muy rpidos, pueden usarse en temperaturas muy bajas, campos magnticos de gran magnitud y en entornos con radiacin alta. Por estas propiedades, suelen usarse en viajes espacialesEl smbolo de este diodo es el siguiente:

Diodo GuunEl diodo Gunn est basado en el descubrimiento de que materiales semiconductores como el Arseniuro de Galio al ser excitados con una tensin continua, genera frecuencias en el espectro de las microondas, todo esto con la particularidad de no usar contacto hmicos. Este tipo de diodo es similar al diodo tunnel ya que tambin entra en los semiconductores osciladores de resistencia negativa.Se trata de un generador de microondas (no un rectificador), formado por un semiconductor de dos terminales que utiliza el llamado efecto Gunn. Cuando se aplica entre nodo y ctodo una tensin continua (mayor a 3.3 V/cm), de modo que el nodo sea positivo con respecto al ctodo, la corriente que circula por el diodo es continua, pero con unos impulsos superpuestos de hiperfrecuencia que pueden ser utilizados para inducir oscilaciones en una cavidad resonante (con la cual alcanza oscilaciones de muy alta frecuencia en el rango comprendido entre los 5 y 140GHz).En la curva caracterstica de la imagen podemos observar que El diodo Gunn a diferencia del diodo tnel, mantiene un ciclo gracias a la continuidad de los impulsos de hiperfrecuencia del material y la cavidad resonante que produce las oscilaciones.

A continuacin el smbolo y estructura de un diodo gunn.

Diodo LaserEl diodo lser es un dispositivo semiconductor similar a los diodos LED pero que bajo las condiciones adecuadas emite luz lser. La palabra LASER proviene de las siglas en ingls: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation que significa: Amplificacin de luz por Emisin estimulada de radiacin.Lo anterior se refiere a un extrao proceso cuntico, donde la luz caracterstica emitida por electrones cuando pasan de un estado de alta energa a un estado de menor energa, estimulan a otros electrones para crear "saltos" similares. El resultado es una luz sincronizada que sale del material.Otra caracterstica importante es que la luz emitida no slo tiene la misma frecuencia (color), sino tambin la misma fase (tambin est sincronizada). Este es el motivo por el cual luz lser se mantiene enfocado an a grandes distancias.

Bsicamente este diodo se encuentra construido por una unin pn de dos capas de arsnico de galo dopado. La longitud de la unin pn guarda una relacin precisa con la longitud de onda de la luz a emitir. En un extremo de la unin existe una superficie altamente reflectora. Las puntas externas son las conexiones al nodo y al ctodo.

Los Diodos lser, emiten luz por el principio de emisin estimulada, la cual surge cuando un fotn induce a un electrn que se encuentra en un estado excitado a pasar al estado de reposo, este proceso est acompaado con la emisin de un fotn, con la misma frecuencia y fase del fotn estimulante. Para que el numero de fotones estimulados sea mayor que el de los emitidos de forma espontnea, para que se compensen las perdidas, y para que se incremente la pureza espectral, es necesario por un lado tener una fuerte inversin de portadores, la que se logra con una polarizacin directa de la unin, y por el otro una cavidad resonante, la cual posibilita tener una trayectoria de retroalimentacin positiva facilitando que se emitan mas fotones de forma estimulada y se seleccione ciertas longitudes de onda haciendo ms angosto al espectro emitido.Los diodos LASER tienen una gran cantidad de aplicaciones, por ejemplo para la lectura y escritura de discos pticos, donde slo un rayo de luz muy angosto puede ver un rea microscpica en la superficie de un disco. Otras aplicaciones son: Comunicaciones de datos por fibra ptica, Interconexiones pticas entre circuitos integrados, Impresoras lser, Escneres o digitalizadores, Punteros lser, Sensores, Armas lser entre muchos otros.En la actualidad se han descubierto muchas formas de aplicar estos diodos laser en nuevas tecnologas, aqu algunos ejemplos:En el siglo XXI, cientficos de la Universidad de St. Andrews crean un lser que puede manipular objetos muy pequeos. Al mismo tiempo, cientficos japoneses crean objetos del tamao de un glbulo rojo utilizando el lser. En 2002, cientficos australianos "teletransportan" con xito un haz de luz lser de un lugar a otro. Dos aos despus el escner lser permite al Museo Britnico efectuar exhibiciones virtuales. En 2006, cientficos de la compaa Intel descubren la forma de trabajar con un chip lser hecho con silicio abriendo las puertas para el desarrollo de redes de comunicaciones mucho ms rpidas y eficientes.

En esta figura se muestra un ejemplo de la potencia emitida por un diodo lser en funcin de la corriente aplicada. El umbral de corriente viene determinado por la interseccin de la tangente de la curva con el eje X que indica la corriente. Cuando el umbral de corriente es bajo, se disipa menos energa en forma de calor, con lo que la eficiencia del lser aumenta

Aqu se muestra el smbolo del diodo laser:

Foto DiodoUn fotodiodo es un semiconductor construido con una unin PN, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Este diodo se parece mucho a un diodo semiconductor comn, pero tiene una caracterstica que lo hace muy especial: es un dispositivo que conduce una cantidad de corriente elctrica proporcional a la cantidad de luz que lo incide (lo ilumina).

Un fotodiodo es una unin PN o estructura P-I-N. Cuando una luz de suficiente energa llega al diodo, excita un electrn dndole movimiento y crea un hueco con carga positiva. Si la absorcin ocurre en la zona de agotamiento de la unin, o a una distancia de difusin de l, estos portadores son retirados de la unin por el campo de la zona de agotamiento, produciendo una fotocorriente.Los diodos tienen un sentido normal de circulacin de corriente, que se llama polarizacin directa. En ese sentido el diodo deja pasar la corriente elctrica y prcticamente no lo permite en el inverso. En el fotodiodo la corriente (que vara con los cambios de la luz) es la que circula en sentido inverso al permitido por la juntura del diodo. Es decir, para su funcionamiento el fotodiodo es polarizado de manera inversa. Se producir un aumento de la circulacin de corriente cuando el diodo es excitado por la luz.

Los diodos tienen un sentido normal de circulacin de corriente, que se llama polarizacin directa. En ese sentido el diodo deja pasar la corriente elctrica y prcticamente no lo permite en el inverso. En el fotodiodo la corriente (que vara con los cambios de la luz) es la que circula en sentido inverso al permitido por la juntura del diodo. Es decir, para su funcionamiento el fotodiodo es polarizado de manera inversa. Se producir un aumento de la circulacin de corriente cuando el diodo es excitado por la luz.El material empleado en la composicin de un fotodiodo es un factor crtico para definir sus propiedades. Suelen estar compuestos de silicio, sensible a la luz visible (longitud de onda de hasta 1m); germanio para luz infrarroja (longitud de onda hasta aprox. 1,8 m ); o de cualquier otro material semiconductor.Tambin es posible la fabricacin de fotodiodos para su uso en el campo de los infrarrojos medios (longitud de onda entre 5 y 20 m), pero estos requieren refrigeracin por nitrgeno lquido.La investigacin a nivel mundial en este campo se centra (en torno a 2005) especialmente en el desarrollo de clulas solares econmicas, miniaturizacin y mejora de los sensores CCD y CMOS, as como de fotodiodos ms rpidos y sensibles para su uso en telecomunicaciones con fibra ptica.Desde 2005 existen tambin semiconductores orgnicos. La empresa NANOIDENT Technologies fue la primera en el mundo en desarrollar un fotodetector orgnico, basado en fotodiodos orgnicos.

Se comercializan fotodiodos con amplificadores, compensacin de temperatura y estabilizacin en algunos chips. Los fotodiodos se emplean no solo en comunicaciones pticas y fotmetros, sino tambin para control de iluminacin y brillo, control remoto por infrarrojos, monitorizacin de llamas de gas y de petrleo (radiacin ultravioleta centrada en la banda de 310 nm), enfoque automtico y control de exposicin en cmaras. Combinados con una fuente de luz, se emplean en codificadores de posicin, medidas de distancia, espesor, transparencia y posicin, como detectores de proximidad y de presencia. Los sensores de color se emplean para inspeccin y control de calidad. Las agrupaciones de sensores se aplican al reconocimiento de formas, manipulacin de papeles (fotocopias), lectoras de tarjetas codificadas, etc.

El smbolo del fotodiodo es:

Diodo PinSe llama diodo PIN a una estructura de tres capas, siendo la intermedia un semiconductor intrnseco, y las externas, una de tipo P y la otra tipo N (estructura P-I-N que da nombre al diodo).

Al estar polarizado en inversa, el diodo PIN acta con capacitancia constante. Con polarizacin en directa funciona como una resistencia variable. La resistencia directa de la regin intrnseca decrece al crecer la corriente.Cuando se aplica una polarizacin inversa al diodo los electrones y los huecos del material p son barridos. Un posterior aumento de la tensin inversa simplemente incrementa las distribuciones de tensiones P-I e I-N. Una variacin tpica de la capacidad podra ser desde 0,15 hasta 0,14 pF en una variacin de la polarizacin inversa. Los valores normales de CR varan desde 0,1 pF hasta 4 pF en los diodos PIN, comercialmente asequibles.Cuando el diodo est polarizado en sentido directo, los huecos del material P se difunden en la regin p, creando una capa P de baja resistividad. La corriente es debida al flujo de los electrones y de los huecos cuyas concentraciones son aproximadamente iguales en la regin i. En la condicin de polarizacin directa la cada de tensin en la regin i es muy pequea. En consecuencia el diodo PIN es un dispositivo con su resistencia o conductancia modulada.

En la siguiente imagen se muestran las variaciones de diferentes parmetros del diodo PIN dentro de sus secciones

En la figura a) se muestra la variacin de la carga espacial (px), en la figura b) se muestra la variacin del campo elctrico (Ex) y en la figura c) se muestra la variacin del potencial (Vx). Todos estos a lo largo de un diodo p-i-n en equilibrio, es decir, sin tensin aplicada.

En virtud de las caractersticas del diodo PIN se le puede utilizar como interruptor o como modulador de amplitud en frecuencias de microondas ya que para todos los propsitos se le puede presentar como un cortocircuito en sentido directo y como un circuito abierto en sentido inverso. Tambin se le puede utilizar para conmutar corrientes muy intensas y/o tensiones muy grandes.

El smbolo de este diodo es:

Diodo SchottkyEl diodo Schottky o diodo de barrera Schottky, llamado as en honor del fsico alemn Walter H. Schottky, es un dispositivo semiconductor que proporciona conmutaciones muy rpidas entre los estados de conduccin directa e inversa (menos de 1ns en dispositivos pequeos de 5 mm de dimetro) y muy bajas tensiones umbral (tambin conocidas como tensiones de codo).Operan a muy altas velocidades y se utilizan en fuentes de potencia, circuitos de alta frecuencia y sistemas digitales. Reciben tambin el nombre de diodos de recuperacin rpida (Fast recovery) o de portadores calientes.Un diodo Schottky, se forma colocando una pelcula metlica en contacto directo con un semiconductor. El metal se deposita generalmente en un tipo de material N, debido a la movilidad ms grande de los portadores en este tipo de material. La parte metlica ser el nodo y el semiconductor, el ctodo.En una deposicin de aluminio Al (3 electrones en la capa de valencia), los electrones del semiconductor tipo N migran haca el metal, creando una regin de transicin en la ensambladura.La Regin N tiene un dopaje relativamente alto, a fin de reducir la prdida de conduccin, por esto, la tensin mxima soportable para este tipo de diodo est alrededor de los 100V.

En la figura se muestra la construccin fsica y el smbolo de un diodo schottky.

Los diodos Schottky se emplean ampliamente en la proteccin de las descargas de las celdas solares en instalaciones provistas de bateras de plomo-cido, as como en mezcladores de frecuencias entre 10 MHz y 1000 GHz instalados en equipos de telecomunicaciones.

A continuacin se muestra la curva caracterstica del diodo en comparacin de los diodos de operacin comn:

En conclusin nos podemos dar cuenta que el diodo Schottky tiene un segmento muy especial dentro de la electrnica y sus aplicaciones y es especficamente el de trabajar a altas frecuencias de hasta 300MHz, eliminando picos de corriente y en conmutacin altsima, con bajos niveles de tensin, umbral bajo y, debido a su construccin, tiempos de respuesta mucho ms rpidos.

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