Entendiendo la Unión PN y el Comportamiento de los Diodos en Circuitos Electrónicos

La unión PN - Diodo:

Se denomina así al dispositivo constituido mediante la unión de un material P con un material tipo N, con dos terminales y cuyo objetivo será conducir corriente eléctrica (CE) en un solo sentido. Al unirse ambos cristales, se forma la difusión de electrones del cristal N al P.

Polarización de una unión PN:

Para que circulen los portadores mayoritarios de un lado a otro y se pueda establecer un flujo de corriente a través de la unión PN, la barrera potencial debe ser eliminada. La forma de conseguirlo es aplicando un voltaje de polarización, llamado polarización directa, en donde el terminal positivo de la batería se conecta al lado P y el negativo al lado N. Es decir, que un diodo polarizado directamente se comporta como un conductor, ya que aparece muy poca resistencia al paso de la CE.

Polarización inversa del diodo:

En este caso, los electrones libres del material tipo N son atraídos por el terminal positivo de la batería. Lo mismo sucede con los huecos de P respecto al terminal negativo. Bajo la influencia del voltaje de la batería, los electrones y los huecos no pueden atravesar la barrera y, por lo tanto, no hay circulación de corriente a través del diodo; este se comporta como un aislante. Bajo la influencia del voltaje inverso, los portadores minoritarios del material tipo P y N producen una circulación de corriente extremadamente débil, del orden del microamperio, llamada corriente de fuga.

Curva característica de un diodo ideal:

Idealmente, debería comportarse como un interruptor, actuando como un cortocircuito en polarización directa y como un circuito abierto en polarización inversa.

Curva característica de un diodo real:

Un diodo polarizado directamente necesita un valor mínimo de voltaje para empezar a conducir; este voltaje se designa como V_F y es el valor de la barrera de potencial. Los valores de V_F son 0.2 V para el germanio y 0.7 V para el silicio. Un diodo polarizado inversamente tiene un valor máximo de voltaje que puede ser aplicado antes de que el dispositivo entre en contacto. A este voltaje de ruptura se le designa como V_R. Cuando el voltaje aplicado supera el valor de V_R, el diodo se destruye.

Tipos de diodos:

• Diodo rectificador: Estos diodos son de silicio con especificaciones de corriente y tensión, diseñados para ser usados en fuentes de alimentación.

Conversión de CA a CC:

Rectificador de media onda.

Efecto del capacitor en una fuente de alimentación:

La función del capacitor es, entonces, disminuir el ripple. Con un capacitor de mayor capacidad se logra un ripple que sea menor (lo ideal es que el ripple sea 0).