DIODO

¿Qué es un diodo?

Un diodo es un dispositivo semiconductor que actúa esencialmente como un interruptor unidireccional para la corriente. Permite que la corriente fluya en una dirección, pero no permite a la corriente fluir en la dirección opuesta.

Los diodos también se conocen como rectificadores porque cambian corriente alterna (CA) a corriente continua (CC) pulsante. Los diodos se clasifican según su tipo, voltaje y capacidad de corriente.

Los diodos tienen una polaridad determinada por un ánodo (terminal positivo) y un cátodo (terminal negativo). La mayoría de los diodos permiten que la corriente fluya solo cuando se aplica tensión al ánodo positivo. En este gráfico se muestran varias configuraciones de los diodos:

diodos

Cuando un diodo permite un flujo de corriente, tiene polarización directa. Cuando un diodo tiene polarización inversa, actúa como un aislante y no permite que fluya la corriente.

Extraño pero cierto: la flecha del símbolo del diodo apunta en sentido opuesto al sentido del flujo de electrones. Razón: los ingenieros concibieron que el símbolo y sus esquemas muestran la corriente que fluye desde el lado positivo (+) de la fuente de voltaje hacia el lado negativo (-). Es la misma convención que se utiliza para los símbolos de semiconductores que incluyen flechas; la flecha apunta en la dirección permitida del flujo «convencional» y contra la dirección permitida del flujo de electrones.

polarización del diodo

El modo de prueba de diodos de un multímetro digital produce un pequeño voltaje entre las puntas de prueba suficiente para aplicar polarización directa a la juntura de un diodo. La caída de tensión normal es de 0.5 V a 0.8 V. La resistencia de un diodo en buen estado con polarización directa debe variar de 1000 ohmios a 10 ohmios. Cuando se aplica polarización inversa, la pantalla de un DMM muestra OL (que indica resistencia muy alta).

diodo en buen estado 1
diodo en buen estado 2

Se asignan capacidades de corriente a los diodos. Si se supera la capacidad y el diodo falla, puede producirse un cortocircuito y a) permitir que la corriente fluya en ambos sentidos o b) interrumpir el flujo de corriente en los dos sentidos.

diodo en mal estado 1
diodo en mal estado 2

Referencia: Digital Multimeter Principles (Principios de los multímetros digitales) por Glen A. Mazur, American Technical Publishers.

Polarización Directa:

El ánodo se conecta al positivo de la fuente de voltaje y el cátodo se conecta al negativo, con esta configuración el diodo actúa como un interruptor cerrado. Una consideración importante dentro de esta configuración es que el diodo provoca una caída de voltaje de 0.6 a 0.7v.

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Polarización directa

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Polarización Inversa:

El ánodo se conecta al negativo de la fuente de voltaje y el cátodo al positivo, en esta configuración la resistencia del diodo aumenta en grandes cantidades y esto hace que actué como un interruptor abierto.

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Polarización inversa

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Tipos y Aplicación de un diodo.

Diodo LED 

Los diodos emiten una luz cuando la corriente eléctrica pasa a través de ellos. Pero para que estos puedan encender deben de polarizarse de manera directa. Una forma fácil de identificar el ánodo y el cátodo en un led es observar las terminales y siempre la mas corta es el cátodo. 

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diodo led

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Diodos rectificadores (grandes corrientes) 

Los diodos rectificadores son utilizados en las fuentes de voltaje para poder convertir la corriente alterna(CA) en corriente directa (CD). 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

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diodo rectificador

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Puentes rectificadores 

Dentro de los puentes rectificadores existen los de media y de onda completa, para lograr construirlos necesitamos ya sea 1 o 4 diodos rectificadores según el tipo de onda que se vaya a utilizar. Actualmente podemos encontrar encapsulados especiales que contienen los cuatro diodos requeridos. Tienen cuatro pines o terminales: los dos de salida de DC son marcados con + y -, los de entrada de AC están rotulados con el símbolo ~.

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puente rectificador

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Diodos zener 

Los diodos zener se usan para mantener un voltaje fijo. Están diseñados para trabajar de una forma confiable de manera que pueden ser utilizados en polarización inversa para mantener fijo el voltaje entre sus terminales.

se les puede distinguir de los diodos comunes por su símbolo y su código ya que suelen ser BZX o BZY, su tensión inversa de ruptura esta grabada con la letra V en lugar del punto decimal 4V7 = 4.7V

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diodo zener

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Diodos de señal 

Los diodos de señal son usados en los circuitos para procesar señales eléctricas débiles, por lo que solo son requeridos para pasar pequeñas corrientes de hasta 100 mA.

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Diodo de señal

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Diodo de protección para relés 

Esta aplicación se basa en la protección de transistores y circuitos integrados. La bobina del relevador genera un campo magnético constante cuando esta energizada, cuando deja de circular corriente el campo cae y se genera un breve pero alto voltaje, el cual es muy probable que dañe los transistores y circuitos integrados.

Con la implementación de este diodo el campo magnético se desvanece mucho más rápido ya que la corriente circula por la bobina y el diodo de protección. Esto previene que el voltaje que se genera  sea lo suficiente alto como para causar algún daño a los dispositivos.

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Diodo de protección

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