1.4 Diodo ideal, diodo real y aplicaciones de los diodos

El diodo es un componente electrnico de dos terminales que permite la circulacin de la corriente elctrica a travs de l en un solo sentido. Es el dispositivo electrnico mas sencillo

Diodo ideal.El diodo ideal es un dispositivo con dos terminales: nodo-ctodo

De manera ideal, un diodo conducir corriente en la direccin que define la flecha en el smbolo, y actuar como un circuito abierto en cualquier intento por establecer corriente en direccin opuesta. Dicho de otra manera el diodo ideal es un componente discreto que permite la circulacin de corriente entre sus terminales en un determinado sentido, mientras que la bloquea en el sentido contrario.

Las caractersticas de un diodo ideal son aquellas de un interruptor que puede conducir corriente en una sola direccin.

Comportamiento.Presenta un comportamiento no lineal.Funciona como un interruptor: 2 situaciones.- Cuando el interruptor est abierto- Cuando el interruptor est cerrado

Si el diodo est conduciendo:

- decimos que est cerrado

- se comporta como un cable, 0V (ideal)

Si el diodo NO est conduciendo:

- decimos que est abierto

- se comporta como un circuito abierto, 0A (ideal)

Caractersticas.

El funcionamiento del diodo ideal es el de un componente que presenta resistencia nula al paso de la corriente en un determinado sentido, y resistencia infinita en el sentido opuesto.

Diodo real

Es el dispositivo semiconductor ms sencillo y se puede encontrar prcticamente en cualquier circuito electrnico. Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la ms utilizada) y de germanio.Constan de dos partes una llamada N y la otra llamada P, separados por una juntura tambin llamada barrera o unin. Esta barrera o unin es de 0.3 voltios en el germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio.

Por s mismo, un cristal semiconductor tipo n tiene la misma utilidad que una resistencia de carbn; lo que tambin se puede decir de un semiconductor tipo p. Pero ocurre algo nuevo cuando un fabricante dopa un cristal de tal manera que una mitad sea tipo p y la otra mitad sea tipo n.La separacin o frontera fsica entre un semiconductor tipo n y uno tipo p se llama unin pn. La unin pn tiene propiedades tan tiles que ha propiciado toda clase de inventos, entre los que se encuentran los diodos,los transistores y los circuitos integrados.

Zona de deplexin (agotamiento).En el momento que los materiales tipo p y tipo n son unidos,los electrones y los huecos se combinan, dando por resultado una falta de portadores en la regin cercana a la unin.A esta regin de iones positivos y negativos se le llama regin de agotamiento o zona de deplexin, debido al agotamiento de portadores en esta regin.

El diodo se puede hacer funcionar de dos maneras diferentes:

Polarizacin inversa.Un diodo est polarizado inversamente cuando tiene aplicado un potencial de forma que el positivo est conectado con el material tipo N y el negativo al material tipo P.

En estas condiciones, las cargas positivas de la regin P son atradas por el polo negativo y las cargas negativas de la regin N son atradas por el polo positivo. El resultado es que,en la zona de agotamiento, se forma una barrera de potencial de considerable anchura que las cargas no pueden atravesar.

Polarizacin directa.Se da la condicin de polarizacin directa cuando el polo positivo de la fuente de alimentacin est conectado al material tipo P y el negativo est conectado al material tipo N.

En estas condiciones, las cargas positivas de la regin P se sienten repelidas por la tensin positiva, acercndose a la regin de agotamiento. Algo similar ocurre con las cargas negativas de la regin N. De esta forma, las cargas positivas y negativas estn lo suficientemente cercanas que son capaces de atravesar la delgada barrera de potencial y combinarse.

Qu aplicaciones tiene el diodo? Los diodos tienen muchas aplicaciones, pero una de la ms comunes es el proceso de conversin de corriente alterna (C.A.) a corriente continua (C.C.). En este caso se utiliza el diodo como rectificador

El diodo zener.Es un tipo especial de diodo que diferencia del funcionamiento de los diodos comunes, como el diodo rectificador, en donde se aprovechan sus caractersticas de polarizacin directa y polarizacin inversa, el diodo Zener siempre se utiliza en polarizacin inversa, en donde la corriente desea circular en contra de la flecha que representa el mismo diodo.

Flujo normal de corriente en un diodo zener

En este caso analizaremos el diodo Zener, pero no como un elemento ideal, si no como un elemento real y debemos tomar en cuenta que cuando ste se polariza en modo inverso si existe una corriente que circula en sentido contrario a la flecha del diodo, pero de muy poco valor.

Curva caracterstica del diodo Zener

Analizando la curva del diodo zener vemos que en el lugar donde se marca como regin operativa, la corriente (Ir, en la lnea vertical inferior) puede variar en un amplio margen, pero el voltaje (Vz) no cambia. Se mantiene aproximadamente en 5.6 V. (para un diodo zener de 5.6 V) Qu aplicaciones tiene el diodo Zener? La principal aplicacin que se le da al diodo Zener es la de regulador. Qu hace un regulador con Zener?, Un regulador con zener ideal mantiene un voltaje fijo predeterminado, a su salida, sin importar si vara el voltaje en la fuente de alimentacin y sin importar como vare la carga que se desea alimentar con este regulador.

Smbolo del diodo zener ( A - nodo K ctodo)

1.5 Caractersticas y funcionamiento del transistor BJT

El transistor de unin bipolar es uno de los dispositivos que son fruto de la tecnologa en semiconductores (basada en uniones PN y dopaje) y es uno de los tipos de transistores mas usados en la actualidad. Un transistor posee tres terminales (base, colector y emisor) las cuales se muestran en la ilustracin de la representacin esquemtica de un transistor PNP y NPN respectivamente.

Un transistor BJT puede eventualmente trabajar en tres regiones, las cuales son: Region activa, region de saturacin y regin de ruptura; Cuando un transistor BJT trabaja en regin activa, quiere decir que est trabajando como amplificador de una seal (Corriente o voltaje), esta regin de funcionamiento se caracteriza porque la corriente de base es muy pequea en comparacin a la de colector y emisor (que son parecidas), y porque el voltaje colector base no puede exceder los 0.4 o -0.4V (dependiendo si es PNP o NPN). Mientras que la regin de corte indica que el transistor prcticamente esta apagado, es decir Ib = Ic = Ie =0A. Por ltimo, un transistor de unin bipolar est saturado cuando Ic=Ie=Imax; En este caso la magnitud de la corriente depende de la tensin de alimentacin del circuito y de las resistencias conectadas en el colector o el emisor o en ambos.

Bibliografa

http://es.slideshare.net/OthonielHernandezOvando/11-el-diodo-ideal

http://www.profesormolina.com.ar/tutoriales/diodo.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo

http://www.viasatelital.com/proyectos_electronicos/diodo_semiconductor.htm