Diodo: el componente electrónico de dos terminales

Diodo: Es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido.

Estructura:

Un diodo es de estructura pequeña, posee un solo color a diferencia de las resistencias las cuales son de muchos colores, y una línea, la cual indica la dirección que llevará la corriente, que en este caso sería de cátodo a ánodo. En su base, se ubican 9 patillas de conexión.

En la actualidad, el diodo que se emplea esta constituido por materiales semiconductores los cuales sometidos a altas temperaturas y mezclados con impurezas o en presencia de luz pueden aumentar notablemente su conductividad.

Un diodo de estado sólido se forma cuando se unen dos piezas de cristal semiconductor compuestas por átomos de silicio (Si) puro, pero procesadas cada una de forma diferente. Durante el proceso de fabricación del diodo ambas piezas se someten por separado a un proceso denominado “dopado” consistente en añadirle a cada una “impurezas” diferentes, procedentes de átomos de elementos semiconductores también diferentes. Al final del proceso se obtiene una pieza de cristal de siliciopositiva (P) con faltante de electrones en su estructura atómica (lo que produce la aparición de “huecos”) y otra pieza negativa (N) con exceso de electrones.

Semiconductor tipo N

Si en una red cristalina de silicio (átomos de silicio enlazados entre sí) sustituimos uno de sus átomos (que como sabemos tiene 4 electrones en su capa exterior) por un átomo de otro elemento que contenga cinco electrones en su capa exterior, resulta que cuatro de esos electrones sirven para enlazarse con el resto de los átomos de la red y el quinto queda libre.

Enlace covalente de átomos de germanio, obsérvese que cada átomo comparte cada uno de sus electrones con otros cuatro átomos

A esta red de silicio "dopado" con esta clase de impurezas se le denomina "Silicio tipo N"

En esta situación hay mayor número de electrones que de huecos. Por ello a estos últimos se les denomina "portadores minoritarios" y "portadores mayoritarios" a los electrones

Las Impurezas tipo N más utilizadas en el proceso de dopado son el arsénico, el antimonio y el fósforo

Semiconductor dopado tipo N

Está claro que si a un semiconductor dopado se le aplica tensión en sus bornas, las posibilidades de que aparezca una corriente en el circuito son mayores a las del caso de la aplicación de la misma tensión sobre un semiconductor intrínseco o puro.

Semiconductor tipo P

Si en una red cristalina de silicio (átomos de silicio enlazados entre sí) ....

.... sustituimos uno de sus átomos (que como sabemos tiene 4 electrones en su capa exterior) por un átomo de otro elemento que contenga tres electrones en su capa exterior, resulta que estos tres electrones llenarán los huecos que dejaron los electrones del átomo de silicio, pero como son cuatro, quedará un hueco por ocupar.

Enlace covalente de átomos de germanio, obsérvese que cada átomo comparte cada uno de sus electrones con otros cuatro átomos

O sea que ahora la sustitución de un átomo por otros provoca la aparición de huecos en el cristal de silicio. Por tanto ahora los "portadores mayoritarios" serán los huecos y los electrones los portadores minoritarios

Semiconductor dopado tipo P

A esta red de silicio dopada con esta clase de impurezas se le denomina "silicio tipo P"

Elementos de la tabla:

Grupo 3:

Sc – escandio

Y – Itrio

Grupo 4:

Ti – Titanio

Zr – Zirconio

Hf - Hafnio

Rf – Rutherfordio

Grupo 5:

V – Vanadio

Nb – Niobio

Ta – Tantalio

Db – Dubnio

Enlace covalente: Un enlace covalente entre dos átomos o grupos de átomos se produce cuando estos, para alcanzar el octeto estable, comparten electrones del último nivel.

Enlace iónico: es la unión de átomos que resulta de la presencia de atracción electrostática entre los iones de distinto signo, es decir, uno fuertemente electropositivo (baja energía de ionización) y otro fuertemente electronegativo (alta afinidad electrónica). Eso se da cuando en el enlace, uno de los átomos capta electrones del otro. Gracias a esto se forma un compuesto químico simple.

Rectificación:

Elemento o circuito que permite convertir la corriente

...