Los diodos tienen numerosas aplicaciones en la industria electrónica y son una parte integral de cualquier dispositivo electrónico. En esta publicación, exploraremos el funcionamiento interno y las aplicaciones del diodo en detalle. Básicamente, un diodo es una válvula unidireccional para la electricidad. Veamos la estructura interna de un diodo.
El diodo está hecho de un semiconductor como el silicio. El silicio puro no tiene electrones libres, pero el silicio utilizado aquí no es puro. Una parte está dopada con una impureza de tipo N y la otra parte está dopada con una impureza de tipo P. En el lado N del diodo tendremos electrones libres y en el lado P tendremos posiciones vacantes para los electrones.
Algo muy interesante ocurre en la juntura PN del diodo. Los electrones abundantes en el interior tienen una tendencia natural a migrar hacia los orificios disponibles en el lado P. Por lo tanto, la juntura del lado P tiene una carga ligeramente negativa y la juntura del lado N tiene una carga ligeramente positiva. Se puede ver la región de depleción que se crea. El campo eléctrico resultante se opondrá a cualquier migración natural adicional de electrones, construyendo una barrera de potencial para el flujo de electrones.
Si aplicas una fuente de alimentación externa a través del diodo, como se muestra, esta fuente atraerá los electrones y los orificios, haciéndolo imposible que fluya la electricidad. Esta condición se conoce como polarización inversa del diodo. Puedes ver que el ancho de la región de depleción aumenta en esta condición.
Por otro lado, si conectas el terminal positivo de la fuente de alimentación al lado P del diodo, la situación es muy diferente. Supongamos que la fuente de alimentación tiene suficiente voltaje para superar el potencial de barrera. Inmediatamente puedes ver que los electrones serán repelidos por el terminal negativo. Cuando los electrones cruzan la barrera de potencial, se agotarán de energía y ocuparán fácilmente los orificios en la región P. Pero debido a la atracción del terminal positivo, estos electrones ahora pueden saltar a los orificios cercanos en la región P y fluir a través del circuito externo. Esto se conoce como polarización directa de un diodo. En resumen, un diodo actúa como una válvula unidireccional para el flujo de electricidad.
Ahora, variemos el voltaje de entrada y estudiemos la respuesta del diodo a este. En polarización inversa, como se explicó, se observa un flujo de electricidad insignificante. Hasta 0.7 voltios, encontrarás un flujo de electricidad insignificante. Pero después de cruzar este valor de potencial de barrera, habrá un aumento brusco en el flujo de corriente. Sin embargo, debes tener en cuenta que el voltaje a través del diodo no supera mucho los 0.7 voltios, incluso con un voltaje de entrada alto. Esto se debe a que, en la polarización directa, el diodo ofrece una resistencia muy baja al flujo de corriente.
Aplicar un voltaje muy alto en polarización inversa dañará los diodos normales y resultará en un flujo de corriente alto. El flujo unidireccional de electricidad que es característico del diodo lleva a aplicaciones interesantes, como un rectificador en puente. Durante la mitad positiva, el circuito conducirá, como se muestra, y los otros dos diodos estarán en polarización inversa. Durante la mitad negativa, será al revés. Por lo tanto, obtendremos la misma dirección de flujo de corriente en la salida. Podemos suavizar aún más esta salida mediante la introducción de un filtro capacitivo y un regulador.
