Tipos de diodos

Tipos de diodos, características técnicas y funcionamiento

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Si estás aprendiendo sobre electrónica, desde reparaciones, hasta instalaciones, debes saber que los diodos son uno de los conocimientos básicos que debes tener. Hoy queremos enfocarnos en la clasificación de los diodos y cómo funcionan, ya que son parte fundamental en tu camino.

En esta ocasión conoceremos que, en los circuitos, que encontramos en las placas electrónicas de todos los aparatos eléctricos y electrónicos, tienen unos componentes que llamamos diodos, los cuales se pueden diferenciar en tipos de acuerdo a las funciones que requiera el sistema electrónico. 

¿Qué son los diodos?

El diodo es un semiconductor cuya principal función es dejar pasar la corriente solo en una dirección, es decir, en un solo sentido y bloquear la corriente en el otro sentido. De esta manera, el diodo se encuentra formado químicamente por una unión llamada PN y, generalmente, estos son fabricados con metal compuesto de Silicio.

Se usa el Silicio con el objetivo de hacerlo un elemento activo, lo cual, para lograr eso, deberá doparse. Es decir, se añadirán impurezas a los materiales de fabricación del diodo y es aquí donde ocurre la unión tipo PN.

En un material tipo P encontramos escasez de electrones. También estará presente un material tipo N que tiene un exceso de ellos. Teniendo en cuenta que esos elementos tienen faltantes, ambos se unen para generar un comportamiento eléctronico.

Los diodos se clasifican en las siguientes categorías

  • Detector o de baja señal
  • Rectificador
  • Zener
  • Varactor
  • Emisor de luz
  • Láser
  • Estabilizador
  • Túnel
  • Pin
  • Backward
  • Schottky
  • Fotodiodos.

¿Cómo distinguir un diodo gráficamente?

En general, el diodo se representa de la siguiente manera:

De lado izquierdo se encuentra la entrada positiva llamado ánodo y de lado derecho se encuentra la salida negativa llamada cátodo, obsérvalo en la siguiente imagen. 

Dibujo de un tipo de diodo

Tipos de diodos, características y su símbolos

Ahora que ya conoces la definición, te contaremos sobre las características de los diferentes tipos de diodos que existen en el mercado.

1. Diodo Rectificador

Dibujo de un diodo

Este tipo de diodo es prácticamente el diodo normal, con las características antes mencionadas, el cual tiene una unión tipo PN y que funciona como válvula de corriente. 

Es un diodo convencional que se le llama rectificador debido a que se utiliza en aplicaciones de circuitos rectificadores, en los cuales convierte corriente alterna (AC) a corriente continua (CC). 

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Estos diodos tienen tres técnicas químicas de fabricación las cuales son la aleación, difusión y crecimiento epitaxial. El voltaje para este tipo de diodos de Silicio es de 0.7 volts aproximadamente, y para los diodos de Germanio es de 0.3 volts.

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2. Diodo Zener

Diodo Zener

El diodo Zener tiene una zona de conducción igual a la de los diodos rectificadores. Su diferencia radica en el momento en el que son polarizados inversamente. En este caso, este tipo de diodo no conduce corriente cuando el voltaje de este es menor al que nos proporciona.

Sin embargo, en cuanto se alcance el voltaje que necesita el diodo Zener, que aproximadamente se encuentra entre 3.3V, 5.1V y 12V; la corriente va a fluir en sentido inversamente polarizado, es decir, de cátodo a ánodo. 

Las aplicaciones que se encuentran comúnmente con este tipo de diodo son los reguladores de voltaje, recortadores de pico de voltajes o desplazadores.

3. Diodo Túnel o Esaki

Diodo Túnel o Esaki

Este diodo también es conocido como el diodo Esaki. Este tipo de diodo tiene como principal característica un efecto de túnel en la unión PN. Esta es una región de resistencia negativa en la dirección polarizada de manera directa.

El diodo túnel tiene un dopaje de Silicio o Germanio 1000 veces mayor, y por lo tanto, cuando el voltaje aumente, la corriente va a disminuir. Así que ten presente esto cuando lo estés trabajando, ya que podría verse modificado algún factor. 

Las aplicaciones que encontramos para un diodo túnel pueden ser como: amplificador, oscilador o un flip-flop. 

Este tipo de diodo, de baja potencia, es común verlo en aplicaciones de microondas debido a que su voltaje de operación se encuentra entre 1.8 y 3.8 volts. 

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4. Diodo Schottky

Diodo Schottky

El diodo Schottky tiene una gran diferencia en su unión. 

La unión de este tipo de diodo es una Metal-N, es decir que pasa de un metal a un semiconductor. Que al ser polarizado en dirección directa, su caída de voltaje se encuentra entre 2.0 a 0.5 volts, lo cual es perfecto para aplicaciones de circuitos de alta velocidad que requieren agilidad de conmutación y poca caída de voltaje; tal como puedes observar en las computadoras.

5. Diodo Vericap 

Diodo Vericap

La principal característica de este diodo es que es utilizado para proporcionar capacitancia variable. Esto dependerá de la aplicación inversa y polarización en corriente continua. 

Las aplicaciones que se le han dado a este tipo de diodo ha sido para sustituir sistemas mecánicos en los circuitos electrónicos donde hay emisión y recepción con capacitador variable, un ejemplo de ello, puede ser la televisión y la transmisión FM de radio. 

6. Fotodiodo 

Fotodiodo

El fotodiodo presenta una característica muy particular, la cual es que este diodo es muy sensible a la luz. 

Es por ello que la manera correcta de utilizarlo es conectarlo de manera inversa, esto permitirá el flujo de corriente en este mismo sentido, ya que al incidir la luz en el diodo, este aumentará la intensidad de corriente.

Las aplicaciones que obtenemos de este tipo de diodo son similares a la de un LDR o un fototransistor, ya que va a responder a los cambios de oscuridad a luz muy rápidamente. 

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De aquí podremos encontrar también dos tipos de fotodiodos: PIN y avalancha. 

7. Diodo LED

Diodo LED

El famoso diodo emisor de luz, es un diodo muy popular en el mercado. 

Este diodo emite fotones a partir de muy baja intensidad de corriente y existen de diferentes colores, lo cual dependerá del material con el que fueron construidos. 

Su funcionamiento es básicamente que, al ser polarizado directamente, fluirá una intensidad de corriente y al aumentar la tensión el diodo, comenzará a emitir fotones.

Un diodo LED tiene una caída de voltaje entre 1.5 a 2.5 volts y una intensidad de corriente entre 20 y 40 mA. Por lo tanto, si se exceden estos valores el diodo no funcionará. De igual forma, si tampoco alcanza el voltaje, o la corriente mínima requerida este no encenderá. 

Dentro de sus varias aplicaciones se encuentra la iluminación de circuitos de encendido y apagado, de contadores e iluminación en general. 

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Existen varios tipos de diodos, que pueden diferir en su aspecto físico, impurezas, uso de electrodos y algunos con características eléctricas específicas para alguna aplicación especial.

Podemos encontrar diodo detectores de silicio o de germanio, recordando que en el silicio su umbral es entre 0.6 a 0.7 voltios y en el germanio de 0.2 a 0.3 voltios. Dependiendo del dopado del diodo se tendrá una variación en la resistencia y también es más común tener una mayor caída de tensión en el de diodo de silicio.

Los diodos detectores también conocidos como diodo de baja señal o de contacto puntual, están diseñado especialmente para operar en dispositivos de muy altas frecuencias y baja corriente. La capacidad de carga normalmente se encuentra con una corriente máxima de 150mA y una potencia de 500mW (Verificar hoja de datos dependiendo del dispositivo).

Los diodos rectificadores son aquellos dispositivos semiconductores que solo conducen en polarización directa y en polarización inversa no conducen. Esto permite la transformación de los voltajes de corriente alterna (CA) a corriente directa (CD) y con esto tenemos la rectificación de una señal. Existen diferentes diodos rectificadores en los cuales se puede verificar en la hoja de datos valores importantes como la corriente y el voltaje inverso que soporta.

Los diodos zener se caracterizan por permitir el flujo de la corriente inversamente y por su capacidad de mantener un voltaje constante en sus terminales al polarizar inversamente, normalmente son utilizados como dispositivos de control. Los diodos Zener se pueden polarizar directamente y comportarse como un diodo norma en donde su voltaje permanece cerca de 0.6 a 0.7 V.

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EL diodo LED convierte la energía eléctrica en energía lumínica. Su proceso de fabricación consiste en un proceso de electroluminiscencia en el que los huecos y los electrones se recombinan para producir energía en forma de luz cuando el diodo LED es polarizado directamente.

El diodo de corriente constante o también conocido como diodo de regulación de corriente o diodo limitador de corriente consiste, realmente es un JFET. Este tipo de diodos permite una corriente a través de ellos para alcanzar un valor adecuado y así estabilizarse en un valor específico.

Los diodos Schottky también conocidos como diodos de recuperación rápida o de portadores calientes, tienen una composición de silicio y se caracterizan por una caída de voltaje muy pequeña (aproximadamente 0.25V o menos) y por tener una respuesta muy rápida. En pocas palabras el tiempo de conmutación es muy corto.

El diodo de recuperación del paso o también conocido como diodo de almacenaje de carga, tiene la característica de almacenar la carga del pulso positivo y utilizan el pulso negativo de las señales sinusoidales.

Los diodos túnel también conocidos como diodo Esaki, son utilizados como interruptor de alta velocidad (de orden nano segundos), esto se debe por poseer una zona de agotamiento extremadamente delgada y tener en su curva una región de resistencia negativa donde la corriente disminuye a medida que aumenta el voltaje.

El diodo varactor también conocido como diodo varicap o diodo de sintonía, actúa como un condensador variable controlados por voltaje y su forma de operar es inversamente. Estos diodos tienen su fama debido a su capacidad de cambiar los rangos de capacitancia dentro del circuito en presencia de un voltaje constante.

El diodo láser son LEDs que emiten una luz monocromática, generalmente roja o infrarroja, la cual tiene las características de estar fuertemente concentrada, enfocada, coherente y potente.

Un diodo de supresión de tensión transitoria o TVS, es un dispositivo eléctrico diseñado para derivar o desviar los picos de tensión lejos de un circuito para protegerlo, también son útiles para proteger los circuitos de las descargas electrostáticas (ESD).

Como el nombre lo dice estos diodos son dopados con oro, teniendo la ventaja que al dopar con el elemento químico oro y al ser un gran conductor el oro, permiten que los diodos dopados de oro tengan una respuesta mucho más rápida.

Diodo Peltier

Consiste la unión de dos materiales de un semiconductor, genera un calor que fluye de una terminal a otra, teniendo en cuenta que el flujo del calor se realizar en una sola dirección que es igual a la dirección del flujo de corriente. Este calor se produce debido a la carga eléctrica producida por la recombinación de portadores de carga minoritaria.

Diodo de cristal

El diodo de cristal o también conocido como bigotes de gato es un diodo de contacto, consiste de un cable de metal afilad presionado contra un cristal semiconductor. El cristal semiconductor actúa como cátodo y el alambre metálico actúa como ando (Están obsoletos).

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