El diodo semiconductor se forma con solo unir un material tipo P con un tipo n construido de la misma base que puede ser de Ge o Si utilizando técnicas especiales.
En el momento en que son unidos los dos materiales, los electrones y los huecos en la región de unión se combinan, dando como resultado una falta de portadores en la región cercana a la unión.
A esta región de iones positivos y negativos descubiertos se llama región de agotamiento o de empobrecimiento o barra de unión debido a la disminución
La aplicación de un voltaje a través de sus terminales permite tres posibilidades:
a) Sin polarización (Vd=0v)
b) Polarización directa (Vd>0v)
c) Polarización inversa (Vd<0v)
Sin Polarización
Cuando los materiales semiconductores del tipo N y del tipo P se juntan, ocurre un fenómeno muy importante en la unión debido al exceso de huecos en el material y electrones en el otro lado, una interacción se lleva a cabo entre los dos tipos de materiales.
Algunos electrones se difunden a través de la unión y similarmente pasa por los huecos del material tipo P, esta iteración o difusión lleva al equilibrio formando un campo eléctrico e donde la corriente total es cero.
Polarización Directa
Si la polarización es en forma directa los electrones en el material tipo P cercanos a la terminal positiva de la fuente rompen sus en laces y entran a estas crean nuevos huevos al mismo tiempo electrones de la terminal negativa de la fuente entran al material tipo N y se difunde n hacia la unión, así la barrera de energía decrece a un valor relativamente insignificante de tal manera que un exceso de electrones fluye a través de la unión y se dirige hacia la terminal positiva de la fuente, a este flujo se le conoce como corriente de portadores mayoritarios.
Polarización Inversa
Cuando la unión se polariza en forma inversa los materiales libres del material tipo N los electrones son atraídos por la terminal positiva de la fuente y por consecuencia laos aleja de la unión, lo mismo sucede con lo s huecos del material tipo P, en base a esto la barrera de energía se vuelve considerablemente mas ancha llegando a ser de la misma magnitud que la fuente aplicada y el flujo de corriente es extremadamente pequeño debido a la escasa cantidad de portadores libres y se llama corriente de saturación inversa.
Características de algunos diodos
1N463 1N462 1N459A
Vf (max) 1 v 1 v 1 v
If (max) 1 ma 5 ma 100 ma
Ir(max) 30 ma 30 ma 5 ma
PIV (max) 200 v 70 v 70 v
T(max) 150 ° C 150 ° C 150 ° C
Verificación del diodo
Las condiciones de un diodo pueden determinarse rápidamente utilizando un óhmetro, la batería polariza al diodo en sentido directo o en sentido inverso. Con la polaridad invertid a la batería interna polariza al diodo en forma interna y la resistencia debe ser mas alta. Una resistencia baja con polarización inversa indica una condición de corto en el diodo. Con la polaridad directa del diodo tendrá una resistencia muy baja.
Comportamiento eléctrico del diodo
a) Forma real.
Los diodos semiconductores de punto de contacto fueron desarrollados en comienzo de la radio y los diodos de juntura PN son los que desarrollaron mas recientes, como resultado de la investigación se condujo al descubrimiento del transistor, el modelo simple dl diodo de unión se llago a encontrar que a corriente a través de el. Es una función de voltaje aplicando entre sus terminales, dado por la siguiente ecuación.
Id= is (e k vd tk −1)
Donde:
Id → corriente de saturación inversa
k → constante de Bolfzmann es igual a 11600/n, donde n=1 para , diodo de germanio y n=2 para diodo de silicio
Tk → temperatura (°C )+237° k
Vd → voltaje del diodo
Id → corriente del diodo
Las curvas características del diodo de unión
b) Diodo ideal
El diodo ideal es un dispositivo unilateral de dos terminales (un puerto) de tipo resistivo. El modelo de diodo ideal tiene una resistencia erecta de cero tiene una resistencia inversa a infinito.
Aunque el diodo ideal no existe es un modelo útil en la presentación de diodos prácticos para el análisis de circuitos.
El diodo ideal no disipa ninguna potencia, en dirección inversa, el voltaje a través del diodo no es cero, pero la corriente no es cero. Por lo tanto la potencia instantánea siempre es cero.
También se puede concluir que el diodo en polarización inversa se comporta como un switch abierto, mientras que en la polarización directa se comporta como un switch cerrado.