Act 8 Fisica

Act 8: Lección Evaluativa 2

EL DIODO

El elemento semiconductor más sencillo y de los más utilizados en la electrónica es el diodo. Está constituido por la unión de un material semiconductor tipo N y otro tipo P.

Cuando el diodo se polariza en forma directa, es decir con el potencial positivo hacia el ánodo y el potencial negativo hacia el cátodo, con un voltaje mayor al de barrera, dicha barrera se rompe y el diodo empieza a conducir. Pero cuando se le polariza inversamente, se refuerza la barrera de potencial haciendo que el diodo no conduzca comportándose como un circuito abierto.

Debido a que los diodos conducen la corriente eléctrica en un sólo sentido, de ánodo a cátodo, se suelen utilizar como rectificadores de señales.

Existen básicamente tres tipos de rectificadores a base de diodos semiconductores :

- Rectificadores de media onda: este sistema de rectificación permite transformar una señal alterna ( compuesta por dos semiciclos, uno positivo y otro negativo ) en una señal con un sólo semiciclo.

- Rectificadores de onda completa: el sistema de rectificación de onda completa utiliza dos diodos, un transformador con TAP central y dos salidas de voltaje. De esta manera podemos tener dos alimentaciones independientes y conseguir un efecto mejorado en el proceso.

- Rectificador de onda completa con puente de Graetz: la ventaja de este montaje es que no requiere de transformador con TAP central pero requiere de cuatro diodos que se pueden montar por separado o encapsulados en un solo puente rectificador. Este es el tipo de rectificación más utilizado en fuentes de alimentación de voltaje continuo.

OTROS TIPOS DE DIODOS

Los diodos rectificadores y los diodos de señales pequeñas son ideales para el proceso de rectificación, aunque no es la única función que puede hacer un diodo. A continuación se estudiarán diodos para otras aplicaciones.

Diodo Emisor de Luz ( LED ). En un diodo polarizado directamente, los electrones libres cruzan la unión y se combinan con los huecos. Como estos electrones pasan de un nivel alto de energía a uno bajo, irradian o emiten energía. En los diodos comunes y corrientes esta energía se disipa en forma de calor. Pero en los diodos emisores de luz ( LED ), esta energía se irradia en forma de luz.

Los LEDs reemplazan a las lámparas incandescentes en muchas aplicaciones por sus bajos voltajes, su vida más prolongada y su rápida conmutación de encendido y apagado.

Los LEDs que pueden producir radiación visible son muy útiles en instrumentos, calculadoras, etc. Los LED infrarrojos, tienen aplicación en los sistemas de alarma contra robo y otras áreas que requieren este tipo de radiaciones.

El Diodo Zéner. Todo diodo que se ha polarizado en forma inversa tiene una región de voltaje zéner que una vez superada hace que el diodo entre en conducción. En los diodos comunes el voltaje zéner ( Vz ) es muy alto y por esta razón no entran en conducción fácilmente. El diodo zéner está construido de tal manera que el voltaje en inverso sea de valores relativamente pequeños para poderlo utilizar.

La característica más importante que se puede ver en un diodo zéner, es que una vez alcanzado el voltaje zéner, este se mantiene muy constante a pesar que la corriente siga aumentando, es decir, que puede funcionar como un sistema de regulación o fijación de voltaje.

El Fotodiodo . Cuando incide energía luminosa en una unión P-N también se desalojan electrones de valencia, es decir, la cantidad de luz que llega a la unión puede controlar la corriente inversa de un diodo. Un fotodiodo es aquel que ha sido optimizado para mayor sensibilidad a la luz. En este diodo, una ventanilla permite el paso de la luz hasta la unión y dicha luz produce electrones libres y huecos. Cuanto mayor sea la cantidad de luz, mayor será el número de portadores minoritarios y mayor será la corriente inversa.

El Fotodiodo es un ejemplo de un fotodetector, es decir, aquel dispositivo optoelectrónico que puede convertir la luz incidente en una magnitud eléctrica.

Un optoacoplador combina en un sólo dispositivo un LED y un fotodetector. La principal ventaja de este optoacoplador es el aislamiento eléctrico entre los circuitos de entrada y salida. Con un optoacoplador el único contacto entre la entrada y la salida es un rayo de luz. Debido a esto, es posible obtener una resistencia de aislamiento entre los dos circuitos de varios miles de megaohmios,

EL TRANSISTOR

...