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Trabajo Diodo

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DIODOS

Alumno: Hugo cesar s cCarrera: Ingeniera de SistemasCurso: Fsica ElectrnicaCiclo: IVDIODOSTelesup 20141El diodoUn diodo es un componente electrnico de dos terminales que permite la circulacin de la corriente elctrica a travs de l en un sentido. Este trmino generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el ms comn en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales elctricos. El diodo de vaco (que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologas de alta potencia) es un tubo de vaco con dos electrodos: una lmina como nodo, y un ctodo.De forma simplificada, la curva caracterstica 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 circuito cerrado con una resistencia elctrica muy pequea. Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier seal, como paso inicial para convertir una corriente alterna en corriente continua. Su principio de funcionamiento est basado en los experimentos de Lee De Forest

Telesup 20142Diodo ZenerIntroduccinHemos visto que un diodo semiconductor normal puede estar polarizado tanto en directa como inversamente.

En directa se comporta como una pequea resistencia. En inversa se comporta como una gran resistencia.

Veremos ahora un diodo de especiales caractersticas que recibe el nombre de diodo zener

El diodo zener trabaja exclusivamente en la zona de caracterstica inversa y, en particular, en la zona del punto de ruptura de su caracterstica inversa. Esta tensin de ruptura depende de las caractersticas de construccin del diodo, se fabrican desde 2 a 200 voltios. Polarizado en directa acta como un diodo normal y por tanto no se utiliza en dicho estado.

Telesup 20143Curva Caracterstica de diodo zenerTres son las caractersticas que diferencian a los diversos diodos Zener entre si:

Tensiones de polarizacin inversa. conocida como tensin zener, Es la tensin que el zener va a mantener constante.

Corriente mnima de funcionamiento. Si la corriente a travs del zener es menor, no hay seguridad en que el Zener mantenga constante la tensin en sus bornas.

Potencia mxima de disipacin. Puesto que la tensin es constante, nos indica el mximo valor de la corriente que puede soportar el Zener.

Por tanto el Zener es un diodo que al polarizarlo inversamente mantiene constante la tensin en sus bornas a un valor llamado tensin de Zener, pudiendo variar la corriente que lo atraviesa entre el margen de valores comprendidos entre el valor mnimo de funcionamiento y el correspondiente a la potencia de zener mxima que puede disipar. Si superamos el valor de esta corriente el zener se destruye.

Telesup 20144Caractersticas tcnicas El diodo zener viene caracterizado por:

Tensin Zener Vz. Rango de tolerancia de Vz. (Tolerancia: C: 5%) Mxima corriente Zener en polarizacin inversa Iz. Mxima potencia disipada. Mxima temperatura de operacin del zener.

Ficha tcnica de un tipo de diodo zener desarrollada por la corporacin privada Bourns, Inc. Telesup 20145Diodo rectificadorUn diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodos ms sencillos. El nombre diodo rectificador procede de su aplicacin, la cual consiste en separar los ciclos positivos de una seal de corriente alterna. Si se aplica al diodo una tensin de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite el paso de la corriente elctrica. Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido.

IntroduccinDurante la fabricacin de los diodos rectificadores, se consideran tres factores: la frecuencia mxima en que realizan correctamente su funcin, la corriente mxima en que pueden conducir en sentido directo y las tensiones directa e inversa mximas que soportarn. Una de las aplicaciones clsicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes de alimentacin; aqu, convierten una seal de corriente alterna en otra de corriente directa.

Smbolo del diodo rectificadorTelesup 20146Caractersticas del diodo rectificador Tensin inversa de ruptura: la tensin inversa de ruptura es la mxima tensin en sentido inverso que puede soportar un diodo sin entrar en conduccin; esta tensin para un diodo rectificador es destructiva, por ello cuando se disea un circuito siempre se utiliza un factor de seguridad que no est determinado, sino que depende del diseador, as por ejemplo, si la hoja de caractersticas de un diodo expresa un valor para la tensin inversa de ruptura de 80 V, un diseador muy conservador puede utilizar un factor de seguridad de 2. El diodo no soportar, en ningn caso, tensiones inversas superiores a 40 V.

Corriente mxima de polarizacin directa: es el valor medio de corriente para el cual el diodo se quema debido a una excesiva disipacin de potencia. Este valor nunca se debe alcanzar, por ello, al igual que en el caso de la tensin inversa de ruptura se utiliza en diseo un factor de seguridad que suele ser 2. Este valor est expresado en la hoja de caractersticas del diodo referido a alimentacin monofsica, carga resistiva, 50 o 60 Hz y a 75 C de temperatura.

Cada de tensin con polarizacin directa: esta medida se realiza con una seal alterna y se obtiene la cada de tensin con polarizacin directa, para un valor determinado de corriente y una temperatura de 25 C.

Corriente inversa mxima: es la corriente con polarizacin inversa para una tensin continua determinada que viene indicada en la hoja de caractersticas del diodo. El valor de la corriente inversa se da para diferentes temperatura.

Telesup 20147Caractersticas tcnicas

Ficha tcnica de un tipo de diodo rectificador de alta tension desarrollada por la corporacin privada Bourns, Inc.

Telesup 20148Diodo LED

Este tipo de diodos es muy popular, sino, veamos cualquier equipo electrnico y veremos por lo menos 1 ms diodos led. Podemos encontrarlos en diferentes formas, tamaos y colores

diferentes. La forma de operar de un led se basa en la recombinacin de portadores mayoritarios en la capa de barrera cuando se polariza una unin Pn en sentido directo. En cada recombinacin de un electrn con un hueco se libera cierta energa. Esta energa, en el caso de determinados semiconductores, se irradia en forma de luz, en otros se hace de forma trmica.

Dichas radiaciones son bsicamente monocromticas (sin color). Por un mtodo de "dopado" del material semiconductor se puede afectar la energa de radiacin del diodo.

El nombre de LED se debe a su abreviatura en ingles ( Light Emmiting Diode )Adems de los diodos led existen otros diodos con diferente emisin, como la infrarroja, y que responden a la denominacin IRED (Diodo emisor de infra-rojos).

Smbolo del diodo LED

IntroduccinTelesup 20149Caractersticas del diodo LEDDimensiones y color del diodo

Actualmente los LED tienen diferentes tamaos, formas y colores. Tenemos LED redondos, cuadrados, rectangulares, triangulares y con diversas formas.

Los colores bsicos son rojo, verde y azul, aunque podemos encontrarlos naranjas, amarillos incluso hay un Led de luz blanca. Las dimensiones en los LED redondos son 3mm, 5mm, 10mm y uno gigante de 20mm

ngulo de vista

Esta caracterstica es importante, pues de ella depende el modo de observacin del Led, es decir, el empleo prctico de aparato realizado.

Luminosidad

La intensidad luminosa en el eje y el brillo estn intensamente relacionados. Tanto si el Led es puntual o difusor, el brillo es proporcional a la superficie de emisin. Si el Led es puntual, el punto ser ms brillante, al ser una superficie demasiado pequea. En uno difusor la intensidad en el eje es superior al modelo puntual.

Consumo

El consumo depende mucho del tipo de LED que elijamos.

Telesup 201410Caractersticas del diodo LED

Telesup 201411Diodo 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, aunque en ingls se refieren a ella como "knee", o sea, de rodilla). La tensin de codo es la diferencia de potencial mnima necesaria para que el diodo acte como conductor en lugar de circuito abierto; esto, claro, dejando de lado la regin Zener, que es cuando ms bien existe una diferencia de potencial lo suficientemente negativa para que a pesar de estar polarizado en contra del flujo de corriente- ste opere de igual forma como lo hara regularmente.

Telesup 201412Caractersticas del diodo SchottkyLa alta velocidad de conmutacin permite rectificar seales de muy altas frecuencias y eliminar excesos de corriente en circuitos de alta intensidad. A diferencia de los diodos convencionales de silicio, que tienen una tensin umbral valor de la tensin en directa a partir de la cual el diodo conduce de0,7 V, los diodos Schottky tienen una tensin umbral de aproximadamente 0,2V a 0,4 V emplendose, por ejemplo, como proteccin de descarga de clulas solares con bateras de plomo cido.

La limitacin ms evidente del diodo de Schottky es la dificultad de conseguir resistencias inversas relativamente elevadas cuando se trabaja con altos voltajes inversos pero el diodo Schottky encuentra una gran variedad de aplicaciones en circuitos de alta velocidad para computadoras donde se necesiten grandes velocidades de conmutacin y mediante su poca cada de voltaje en directo permite poco gasto de energa.

Telesup 201413Diodo TnelEl 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.La presencia del tramo de resistencia negativa permite su utilizacin como componente activo (amplificador/oscilador).Tambin se conocen como diodos Esaki, en honor del hombre que descubri que una fuerte contaminacin con impurezas poda causar un efecto de tunelizacin de los portadores de carga a lo largo de la zona de agotamiento en la unin. Una caracterstica importante del diodo tnel es su resistencia negativa en un determinado intervalo de voltajes de polarizacin directa. Cuando la resistencia es negativa, la corriente disminuye al aumentar el voltaje. En consecuencia, el diodo tnel puede funcionar como amplificador, como oscilador o como biestable. Esencialmente, este diodo es un dispositivo de baja potencia para aplicaciones que involucran microondas y que estn relativamente libres de los efectos de la radiacin.

IntroduccinTelesup 201414Curva caractersticas del diodo tnel Cuando se aplica una pequea tensin, el diodo tunnel empieza a conducir (la corriente empieza a fluir).

Si se sigue aumentando esta tensin la corriente aumentar hasta llegar un punto despus del cual la corriente disminuye.

La corriente continuar disminuyendo hasta llegar al punto mnimo de un "valle" y despus volver a incrementarse. En esta ocasin la corriente continuar aumentando conforme aumenta la tensin.

Este comportamiento de la corriente en funcin de la tensin en el diodo tunnel se puede ver en el siguiente grfico.

Vv: Tensin de valle Vp: Tensin pico Ip: Corriente pico Iv: Corriente de valle

La regin en el grfico en que la corriente disminuye cuando la tensin aumenta (entre Vp yVv) se llama "zona de resistencia negativa "Los diodos tunnel tienen la cualidad de pasar entre los niveles de corriente Ip e Iv muy rpidamente, cambiando de estado de conduccin al de no conduccin incluso ms rpido que los diodos Schottky.

Telesup 201415Diodo VaricapDiodo de capacidad variable, esto es el diodo varicap, tambin llamado Varactor. Este diodo forma una capacidad en los extremos de la union PN, que resulta de utilidad, cuando se busca utilizar esa capacidad en provecho del circuito en el cual debe de funcionar el diodo.

Cuando polarizamos un varicap de forma directa, observamos que adems de las zonas constitutivas de la capacidad que buscamos, en paralelo con ellas aparece una resistencia de muy bajo valor hmico, conformando con esto un capacitor de prdidas muy elevadas. En cambio si lo polarizamos en sentido inverso, la resistencia en paralelo mencionada, es de un valor relativamente alto, dando como resultado que el diodo se comporte como un capacitor de prdidas bajas.

IntroduccinTelesup 201416Caractersticas, relacin tensin-capacitanciaLos diodos varactores o varicap han sido diseados de manera que su funcionamiento sea similar al de un capacitador y tengan una caracterstica capacitancia-tension dentro de lmites razonables.

En el grfico a la derecha se muestran las similitudes entre un diodo y un capacitor.Debido a la recombinacin de los portadores en el diodo, una zona de agotamiento se forma en la juntura.

Esta zona de agotamiento acta como un dielctrico (aislante), ya que no hay ninguna carga y flujo de corriente

Las reas exteriores a la zona de agotamiento si tienen portadores de carga (rea semiconductor). Se puede visualizar sin dificultad la formacin de un capacitor en el diodo (dos materiales semiconductores deparados por un aislante).

La amplitud de la zona de agotamiento se puede ampliar incrementando la tensin inversa aplicada al diodo con una fuente externa. Esto causa que se aumente la separacin (aislante) y separa ms las reas semiconductoras. Este ltimo disminuye la capacitancia.Entonces la capacitancia es funcin de la tensin aplicada al diodo.

Si la tensin aplicada al diodo aumenta la capacitancia disminuye Si la tensin disminuye la capacitancia aumenta

Telesup 201417Fuentes de informacinhttp://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

Telesup 201418