Unión P‑N y diodos: polarización, funcionamiento y tipos de diodos

Conexión de la unión P‑N a una fuente (polarización)

Polarización directa

Polarización directa: Como ya se ha indicado, el polo negativo de la batería se conecta con el terminal del cristal N y el positivo con el terminal del cristal P. En estas condiciones, la batería actúa como una bomba de electrones y empuja a electrones que no podían superar la barrera de potencial a ocupar nuevos huecos del cristal P. Como el movimiento de los huecos tiene sentido inverso, éstos se desplazan hacia la zona N de la unión. Este proceso se produce con más intensidad si se eleva la fuerza electromotriz de la fuente. Por lo tanto, cuando la unión P‑N se polariza en sentido directo, se reduce la barrera de potencial y las cargas pueden volver a atravesarla. Se produce corriente eléctrica; los dos cristales constituyen un material conductor.

Polarización inversa

Polarización inversa: El polo positivo de la batería se conecta al terminal N de la unión y el polo negativo al terminal P. Al establecer esta conexión, los electrones del cristal N son atraídos por el polo positivo de la pila y los huecos por el negativo. Así, tanto electrones como huecos se alejan de la unión y no pueden atravesarla. La barrera de potencial se incrementa y el material no conduce, bloqueando la corriente.

Resumen: Cuando una unión P‑N se polariza directamente, se reduce la barrera de potencial y el material permite el paso de corriente a su través. Por el contrario, si la unión P‑N se polariza inversamente, se incrementa la barrera de potencial y queda bloqueado el paso de la corriente.

El diodo

El diodo es un componente semiconductor que consta de una unión P‑N.

Diodo convencional

Diodo convencional: El diodo consta de dos cristales semiconductores P y N unidos entre sí. Permite el paso de la corriente eléctrica en un solo sentido, de + a - (en el sentido convencional de la circulación de la corriente).

Diodo Zener

Diodo Zener: El diodo Zener es un tipo especial de diodo que trabaja con tensiones inversas, es decir, negativas. Existen diodos de muchas más clases: los LED, diodos varicap, diodos Schottky, etc.

Funcionamiento

Funcionamiento: Su funcionamiento es análogo al de una válvula antiterremoto hidráulica. Permite el paso de corriente en el sentido que va desde el polo positivo (mayor tensión) al polo negativo (menor tensión). De la misma manera, de acuerdo con la analogía hidráulica, el agua (o cualquier fluido) circula en una tubería o conducción desde los puntos de mayor presión a aquellos de menor presión. Actúa como un interruptor que se cierra si la corriente va de + a - (corriente de huecos) o que se abre si circula en sentido contrario.

Puntos clave

• Polarización directa: reduce la barrera de potencial y permite el paso de corriente.
• Polarización inversa: incrementa la barrera de potencial y bloquea la corriente.
• Diodo Zener: diseñado para operar con tensiones inversas en condiciones controladas.
• Diodo convencional: conduce en un solo sentido, del terminal P al N según la convención de polaridad.

Otros tipos mencionados

Además del diodo convencional y del Zener, existen otros tipos como los LED, los diodos varicap y los diodos Schottky, cada uno con aplicaciones y características específicas.