Tipus de Díodes i Efecte Fotovoltaic

Tipus de Díodes i el seu Funcionament

2. Díode: Funcionament Bàsic

Un díode és un dispositiu no lineal i polaritzat, format per dos elèctrodes actius. Pot funcionar de dues maneres: en una hi ha flux d'electrons i en l'altra no. Només permeten el pas del corrent en una direcció. Perquè el corrent passi entre un elèctrode (ànode) i un filament (càtode), és necessari que l'elèctrode sigui positiu respecte al filament. Si el càtode no s'escalfa, no podrà cedir electrons. Per aquesta raó, els circuits que utilitzaven vàlvules de buit necessitaven un temps perquè les vàlvules s'escalfessin abans de funcionar. Això feia que les vàlvules es poguessin malmetre amb facilitat.

3. Tipus de Díodes i les seves Aplicacions

• Díode Zener: Són díodes que tenen la propietat de conduir corrent en sentit invers. Aquest efecte, anomenat ruptura Zener, es produeix a un determinat voltatge. La tensió de ruptura fa que es pugui usar el díode com una referència de voltatge de precisió.
• Díode Schottky: Són díodes que utilitzen unions metall-semiconductor i tenen una caiguda de tensió en conducció directa molt baixa. Això els fa molt útils en circuits de baix consum, de radiofreqüència i de recuperació ràpida.
• Díode d'efecte túnel: Són díodes semiconductors amb una unió P-N, on es produeix l'efecte túnel, que dóna origen a una conductivitat diferencial negativa en un cert interval de la característica corrent-tensió.
• Fotodíode: Són díodes amb unions P-N amples i accessibles a la llum. Els fotons poden portar electrons cap a la unió, fent que passi el corrent. Si el fotó té molta energia, el díode no deixarà passar gaire corrent. Aquests es poden unir amb fototransistors.
• Díode emissor de llum (LED): Són díodes semiconductors que emeten llum incoherent d'espectre reduït quan es polaritzen de forma directa per la unió PN i són travessats per corrent elèctric. El color depèn del material semiconductor.

4. L'Efecte Fotovoltaic i els Panells Solars

L'efecte fotovoltaic és la capacitat de la llum per alliberar electrons d'una superfície metàl·lica. Aquests electrons deixen el metall a una velocitat que no depèn de la intensitat de la llum, sinó de la longitud d'ona. El díode permet el flux de corrent elèctric en només una direcció. Els electrons només es poden moure d'una regió P a la N, però no en la direcció oposada (de N a P). Les cèl·lules fotoelèctriques són el principal component de la placa solar o panell solar.

Els panells solars són dispositius semiconductors que transformen la radiació solar en energia elèctrica o tèrmica. Els electrons, en ser excitats per la radiació, provoquen salts electrònics i una petita diferència de potencial (típic d'un díode) en els dos extrems. S'utilitza el díode de silici.

5. Díode PIN: Estructura i Aplicacions

El díode PIN té una estructura de tres capes: una capa intermèdia de semiconductor intrínsec i dues capes externes, una de tipus P i l'altra de tipus N. Aquest díode permet treballar amb alts voltatges. Algunes de les seves aplicacions són:

• Commutador de RF
• Resistència variable
• Protector de sobretensions
• Fotodetector