¿Que es un diodo y para que sirve?

¿Que es un diodo?

El diodo es un dispositivo semiconductor que cuenta con dos terminales un ánodo (+) y un cátodo (-) y solo permiten el flujo de la electricidad en un solo sentido. Debido a esto el diodo presenta las mismas características que un interruptor

diodo

Su funcionamiento se le debe al popular inventor estadounidense Lee De Forest, de quien John Fleming tomó algunos principios para la creación.

Los primeros diodos que aparecieron eran válvulas o tubos vacíos llamados válvulas termoiónicas y que se encontraban construidos por medio de dos electrodos rodeados de vació en un tubo de cristal, muy similares a las lámparas incandescentes.

diodo termonoico

El diodo ideal es un componente que presenta resistencia nula al paso de la corriente en un determinado sentido, y resistencia infinita en el sentido opuesto. En el siguiente ejemplo podemos notar que al tener el diodo polarizado correctamente el diodo actúa como un interruptor cerrado, al contrario al tener el diodo polarizado de la manera incorrecta el diodo actúa como un interruptor abierto lo cual ocasiona que no se complete el circuito.

diodo ideal

Composición de un diodo

Para hablar de la comisión de un diodo primero tenemos que saber la diferencia entre un material tipo “P” y “N”

Material tipo P
Un Semiconductor tipo P se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado, añadiendo átomos al semiconductor para aumentar el número de portadores de carga libres (en este caso cargas positivas o huecos).

Material tipo N
Un Semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado, añadiendo átomos al semiconductor para aumentar el número de portadores de carga libres (en este caso cargas negativas o electrones).

Polarización de un diodo

Existen dos tipos de polarización para un diodo, Directa e Inversa.

Directa:
El ánodo se conecta al positivo de la bateria y el cátodo al negativo, Una de las características de la polarización directa es que el diodo conduce con una caída de tensión de 0.6 a 0.7v.

polarización directa

Inversa:
El ánodo se conecta al negativo de la bateria y el cátodo al positivo, Una de las características de la  polarización inversa es que el valor de la resistencia interna del diodo es muy elevada y esto hace que actué como un interruptor abierto.

 polarización inversa

Tipos y Aplicación de un diodo.

Diodos de señal 

Los diodos de señal son usados en los circuitos para procesar información (señales eléctricas), por lo que solo son requeridos para pasar pequeñas corrientes de hasta 100 mA.
Un diodo de señal de uso general tal como el 1N4148 está hecho de silicio y tiene una caída de tensión directa de 0,7 V.

Diodo de protección para relés 

Los diodos de señal son también usados para proteger transistores y circuitos integrados del breve alto voltaje producido cuando la bobina de un relé es desconectada. El diagrama muestra cómo un diodo de protección es conectado “al revés” sobre la bobina del relé.

diodo protector de reles

La corriente que fluye a través de la bobina de un relé crea un campo magnético el cual cae de repente cuando la corriente deja de circular por ella. Esta caída repentina del campo magnético induce sobre la bobina un breve pero alto voltaje, el cual es muy probable que dañe transistores y circuitos integrados.

El diodo de protección permite al voltaje inducido conducir una breve corriente a través de la bobina (y el diodo) así el campo magnético se desvanece rápidamente. Esto previene que el voltaje inducido se haga suficientemente alto como para causar algún daño a los dispositivos

Diodos rectificadores (grandes corrientes) 

Los diodos rectificadores son usados en fuentes de alimentación para convertir la corriente alterna (AC) a corriente continua (DC), un proceso conocido como rectificación. También son usados en circuitos en los cuales han de pasar grandes corrientes a través del diodo.

Todos los diodos rectificadores están hechos de silicio y por lo tanto tienen una caída de tensión directa de 0,7 V

diodo rectificador

Puentes rectificadores 

Hay varias maneras de conectar los diodos para construir un rectificador y convertir la AC en DC. El puente rectificador es una de ellas y está disponible en encapsulados especiales que contienen los cuatro diodos requeridos. Los puentes rectificadores se clasifican por su máxima corriente y máxima tensión inversa.

Tienen cuatro pines o terminales: los dos de salida de DC son rotulados con + y -, los de entrada de AC están rotulados con el símbolo ~.

Diodos zener 

Los diodos zener se usan para mantener un voltaje fijo. Están diseñados para trabajar de una forma confiable y no destructiva dentro de su zona de “ruptura” de manera que pueden ser utilizados en inversa para mantener bastante fijo el voltaje entre sus terminales. El circuito muestra cómo debe ser conectado, con su resistencia en serie para limitar la corriente.

Se los puede distinguir de los diodos comunes por su código y su tensión inversa la cual está rotulada en el diodo. Los códigos para diodos zener suelen ser BZX… o BZY… Su tensión inversa de ruptura está grabada con una V en lugar del punto decimal, así por ejemplo 4V7 significa 4,7 V.

Los diodos zener están clasificados por su tensión de ruptura y su máxima potencia:
– El mínimo voltaje o tensión de ruptura disponible es 2,4V
-Los rangos de potencia más comunes están entre 400mW y 1,3W

Diodo LED (Light Emitting Diode) 

Los diodos LED emiten luz cuando una pequeña corriente eléctrica pasa a través de ellos.

Los LED deben conectarse de una forma correcta, el diagrama muestra que a es el ánodo (+) y k es el cátodo (-). El cátodo es el terminal más corto y puede tener una parte plana sobre el cuerpo del LED. Si observas el interior del LED, el cátodo suele ser más grande y tiene forma triangular.

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