Tema 11: Diodos

 Los Diodos: Definición, Funcionamiento y Tipos

Los diodos son componentes electrónicos semiconductores cuya función principal es permitir el paso de la corriente en un solo sentido y bloquearla en el sentido contrario. Esta propiedad los convierte en elementos fundamentales en rectificadores, protección de circuitos, conmutación y procesamiento de señales.

1. Definición de Diodo

Un diodo está formado por una unión PN, es decir, la combinación de un material semiconductor tipo P (con huecos) y un material tipo N (con electrones libres).
La región donde se unen ambos materiales forma la zona de agotamiento, que controla el flujo de corriente.

El diodo tiene dos terminales:

  • Ánodo (A) → corresponde al material tipo P.

  • Cátodo (K) → corresponde al material tipo N, usualmente marcado con una línea.

2. Funcionamiento del Diodo

A. Polarización Directa

Cuando el ánodo se conecta al lado positivo y el cátodo al lado negativo de una fuente:

  • La barrera de potencia se reduce.

  • La corriente fluye.

  • El diodo conduce a partir de su voltaje umbral, típicamente:

    • 0.7 V para silicio

    • 0.3 V para germanio

B. Polarización Inversa

Ánodo al negativo y cátodo al positivo:

  • La zona de agotamiento se ensancha.

  • El diodo bloquea la corriente.

  • Solo una muy pequeña corriente de fuga circula.

Si el voltaje inverso excede el valor máximo permitido, ocurre la ruptura, dañando el diodo (excepto en los Zener).

3. Tipos de Diodos

A. Diodos Rectificadores

  • Diseñados para convertir AC en DC.

  • Soportan corrientes altas.

  • Comunes en fuentes de alimentación.

B. Diodos Zener

  • Funcionan en polarización inversa controlada.

  • Mantienen un voltaje constante (regulación).

  • Ideales para protección y estabilización de tensión.

C. Diodos LED (Light Emitting Diode)

  • Emite luz cuando es polarizado directamente.

  • Disponible en múltiples colores y potencias.

  • Usado en indicadores, señales y luminarias.

D. Diodos Schottky

  • Tienen un umbral muy bajo (≈0.2 V).

  • Muy rápidos.

  • Aplicaciones: fuentes conmutadas y rectificación de alta frecuencia.

E. Diodos de Avalancha

  • Diseñados para soportar rupturas repetidas sin dañarse.

  • Usados en protección contra sobretensiones.

F. Diodos Varicap o Varactor

  • Su capacitancia cambia con el voltaje inverso.

  • Usados en sintonía de radios y osciladores.

G. Diodos de Conmutación Rápida

  • Cambian de estado en nanosegundos.

  • Empleados en comunicaciones y electrónica digital.

4. Parámetros Importantes

  • Corriente máxima directa (I_F)

  • Voltaje inverso máximo (V_R)

  • Voltaje umbral (V_F)

  • Tiempo de recuperación (t_rr)

  • Capacitancia de unión

5. Medición del Diodo

Se puede realizar con un multímetro en modo “prueba de diodos”.

Pasos:

  1. Colocar el multímetro en modo diodo.

  2. Puntas: rojo → ánodo, negro → cátodo.

  3. En polarización directa: debe marcar entre 0.2 V y 0.8 V según el tipo.

  4. Invertir las puntas: debe marcar OL (abierto).

  5. Si conduce en ambas direcciones o marca 0: está en corto.

  6. Si no conduce en ninguna: está abierto.

6. Aplicaciones de los Diodos

  • Rectificación de corriente (fuentes AC/DC).

  • Protección contra voltajes inversos.

  • Regulación de voltaje (Zener).

  • Iluminación y señalización (LEDs).

  • Conmutación rápida en circuitos digitales.

  • Sintonización en equipos RF (varicap).

  • Supresión de picos inductivos en relés y motores.

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