Una descripción general de los diferentes tipos de diodos y sus usos

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Un diodo es un dispositivo eléctrico de dos terminales que permite la transferencia de corriente en una sola dirección. El diodo también es conocido por su propiedad de corriente unidireccional, donde se permite que la corriente eléctrica fluya en una dirección. Básicamente, un diodo se utiliza para rectificar formas de onda, dentro de detectores de radio o dentro de fuentes de alimentación . También se pueden utilizar en varios circuitos eléctricos y electrónicos donde se requiere el resultado 'unidireccional' del diodo. La mayoría de los diodos están hechos de semiconductores como Si (silicio), pero en algunos casos también se usa Ge (germanio). A veces es beneficioso resumir el existen diferentes tipos de diodos . Algunos de los tipos pueden superponerse, pero las diversas definiciones pueden beneficiarse de reducir el campo y ofrecer una descripción general de los diversos tipos de diodos.

¿Cuáles son los diferentes tipos de diodos?

Hay varios tipos de diodos y están disponibles para su uso en diseño electrónico, a saber, un diodo inverso, diodo BARRITT, diodo Gunn, diodo láser, diodos emisores de luz, Diodos dopados con oro , diodo de cristal , Unión PN, Diodo Shockley , Diodo de recuperación de paso, diodo túnel, diodo varactor y diodo Zener.




Tipos de diodos

Tipos de diodos

Explicación detallada de diodos

Hablemos en detalle sobre el principio de funcionamiento del diodo.



Diodo hacia atrás

Este tipo de diodo también se llama diodo trasero y no está muy implementado. El diodo inverso es un diodo de unión PN que tiene una operación similar a un diodo de túnel. El escenario de la tunelización cuántica tiene una responsabilidad importante en la conducción de la corriente, principalmente la ruta inversa. Con la imagen de la banda de energía, se puede conocer el funcionamiento exacto del diodo.

Trabajo del diodo hacia atrás

Trabajo del diodo hacia atrás

La banda que se encuentra en el nivel más alto se denomina banda de conducción, mientras que la banda de nivel inferior se denomina banda de valencia. Cuando hay una aplicación de energía a los electrones, tienden a ganar energía y moverse hacia la banda de conducción. Cuando los electrones entran de la valencia a la banda de conducción, el lugar de ellos en la banda de valencia queda con agujeros.

En la condición de polarización cero, la banda de valencia ocupada está en oposición a la de la banda de conducción ocupada. Mientras que en la condición de polarización inversa, la región P tiene un movimiento hacia arriba correspondiente a la región N. Ahora, la banda ocupada en la sección P está en contraste con la banda vacante en la sección N. Entonces, los electrones comienzan a hacer un túnel desde la banda ocupada en la sección P a la banda vacante en la sección N.


Entonces, esto significa que el flujo de corriente ocurre también en polarización inversa. En la condición de polarización directa, la región N tiene un movimiento hacia arriba correspondiente a la región P. Ahora, la banda ocupada en la sección N está en contraste con la banda vacante en la sección P. Entonces, los electrones comienzan a hacer un túnel desde la banda ocupada en la sección N hasta la banda vacante en la sección P.

En este tipo de diodo, se forma la región de resistencia negativa y esta se emplea principalmente para el funcionamiento del diodo.

Diodo hacia atrás

Diodo hacia atrás

Diodo BARITT

El término extendido de este diodo es un diodo de tiempo de tránsito de inyección de barrera que es un diodo BARITT. Es aplicable en aplicaciones de microondas y permite muchas comparaciones con el diodo IMPATT más utilizado. Este enlace muestra una descripción clara de lo que es un Diodo BARRITT y su funcionamiento e implementaciones.

Diodo Gunn

El diodo Gunn es un diodo de unión PN, este tipo de diodo es un dispositivo semiconductor que tiene dos terminales. Generalmente, se utiliza para producir señales de microondas. Consulte el enlace a continuación para Funcionamiento del diodo Gunn , Características y sus aplicaciones.

Diodos Gunn

Diodos Gunn

Diodo láser

El diodo láser no tiene un proceso similar al del LED ordinario (diodo emisor de luz) porque produce una luz coherente. Estos diodos se utilizan ampliamente para diversos fines, como DVD, unidades de CD y punteros de luz láser para PPT. Aunque estos diodos son económicos que otros tipos de generadores láser, son mucho más caros que los LED. También tienen una vida parcial.

Diodo láser

Diodo láser

Diodo emisor de luz

El término LED significa diodo emisor de luz, es uno de los tipos más estándar de diodo. Cuando el diodo está conectado en polarización de reenvío, la corriente fluye a través de la unión y genera la luz. También hay muchos desarrollos nuevos de LED que están cambiando, son LED y OLED. Uno de los principales conceptos a tener en cuenta del LED son sus características IV. Repasemos en detalle las características del LED.

Características de los diodos emisores de luz

Características de los diodos emisores de luz

Antes de que un LED emita luz, requiere el flujo de corriente a través del diodo porque este es un diodo basado en corriente. Aquí, la cantidad de intensidad de la luz tiene una proporción directa con la de la dirección de avance de la corriente que fluye a través del diodo.

Cuando el diodo conduce corriente en la polarización directa, entonces tiene que haber una resistencia en serie limitadora de corriente para proteger el diodo del flujo adicional de corriente. Debe tenerse en cuenta que no debe haber una conexión directa entre la fuente de alimentación y el LED cuando esto cause un daño instantáneo porque esta conexión permite una cantidad extrema de flujo de corriente y quema el dispositivo.

LED de trabajo

LED de trabajo

Cada tipo de dispositivo LED tiene su propia pérdida de voltaje directo a través de la unión PN y esta restricción se conoce por el tipo de semiconductor que se utiliza. Esto determina la cantidad de caída de voltaje para la cantidad correspondiente de corriente de reenvío, generalmente para un valor de corriente de 20 mA.

En la mayoría de los escenarios, los LED funcionan a partir de niveles mínimos de voltaje que tienen una resistencia en conexión en serie, Rs se emplea para la restricción de la cantidad directa de corriente a un nivel protegido que es en general de 5 mA a 30 mA cuando existe un requisito de brillo mejorado. .

Varios LED generan luz en las regiones correspondientes del espectro UV y, por lo tanto, generan diferentes niveles de intensidades de luz. La selección específica del semiconductor se puede conocer por la longitud de onda completa de las emisiones de fotones y, por lo tanto, la luz correspondiente producida. Los colores del LED son los siguientes:

Tipo de semiconductor

Distancia de longitud de onda Color

Voltaje directo a 20 mA

GaAS850-940nmInfrarrojo1.2v
GaAsP630-660nmRed1.8v
GaAsP605-620nmÁmbar2.0v
GaAsP: N585-595nmAmarillo2,2 v
AIGaP550-570 nmVerde3,5 V
SiC430-505 nmAzul3,6 V
GalnN450 nmblanco4.0v

Entonces, el color exacto del LED se conoce por la distancia de la longitud de onda emitida. Y la longitud de onda se conoce por la composición de semiconductores específica que se emplea en la unión PN en el momento de su proceso de fabricación. Por lo tanto, quedó claro que el color de la emisión de luz del LED no se debe a los plásticos recubiertos que se utilizan. Pero también mejoran el brillo de la luz cuando no están iluminados por el suministro de corriente. Con la combinación de varias sustancias semiconductoras, gaseosas y metálicas, se pueden generar los siguientes LED y son:

  • Arseniuro de galio (GaAs) que es infrarrojo
  • El fosfuro de arseniuro de galio (GaAsP) varía de rojo a infrarrojo y naranja
  • Fosfuro de arseniuro de aluminio y galio (AlGaAsP) que ha aumentado los colores rojo, naranja y rojo brillante, naranja y amarillo.
  • El fosfuro de galio (GaP) existe en colores rojo, amarillo y verde
  • Fosfuro de aluminio y galio (AlGaP) - principalmente en color verde
  • Nitruro de galio (GaN) que está disponible en verde y verde esmeralda
  • Nitruro de galio e indio (GaInN) cercano al ultravioleta, el color mezclado de azul, verde y azul
  • Carburo de silicio (SiC) disponible en azul como sustrato
  • El selenuro de zinc (ZnSe) existe en azul
  • Nitruro de aluminio y galio (AlGaN) que es ultravioleta

Fotodiodo

El fotodiodo se utiliza para detectar luz. Se encuentra que cuando la luz incide en una unión PN puede crear electrones y huecos. Por lo general, los fotodiodos operan en condiciones de polarización inversa en las que incluso una pequeña cantidad de flujo de corriente resultante de la luz puede simplemente notarse. Estos diodos también se pueden utilizar para producir electricidad.

Diodo de foto

Diodo de foto

Diodo PIN

Este tipo de diodo se caracteriza por su construcción. Tiene las regiones estándar tipo P y tipo N, pero el área entre las dos regiones, a saber, el semiconductor intrínseco, no tiene dopaje. La región del semiconductor intrínseco tiene el efecto de aumentar el área de la región de agotamiento, lo que puede ser beneficioso para las aplicaciones de conmutación.

Diodo PIN

Diodo PIN

Los portadores de carga negativa y positiva de las regiones de tipo N y P tienen correspondientemente un movimiento hacia la región intrínseca. Cuando esta región está completamente llena de huecos de electrones, el diodo inicia la conducción. Mientras está en condición de polarización inversa, la amplia capa intrínseca en el diodo podría prevenir y soportar niveles de alto voltaje.

A niveles de frecuencia aumentados, el diodo PIN funcionará como una resistencia lineal. Funciona como una resistencia lineal porque este diodo tiene tiempo de recuperación inverso inadecuado . Ésta es la causa de que la región 'I' fuertemente cargada de electricidad no tenga tiempo suficiente para descargarse en el momento de los ciclos rápidos. Y a niveles de frecuencia mínimos, el diodo funciona como un diodo rectificador donde tiene tiempo suficiente para descargarse y apagarse.

Diodo de unión PN

La unión PN estándar puede considerarse como el tipo de diodo normal o estándar que se usa en la actualidad. Este es el más prominente de varios tipos de diodos que se encuentran en el dominio eléctrico. Pero estos diodos se pueden aplicar como tipos de señales pequeñas para su uso en RF (radiofrecuencia) u otras aplicaciones de baja corriente que pueden denominarse diodos de señal. Se pueden planificar otros tipos para aplicaciones de alto voltaje y alta corriente y normalmente se denominan diodos rectificadores. En un diodo de unión PN, uno tiene que estar libre de condiciones de polarización. Hay principalmente tres condiciones de polarización y esto depende del nivel de voltaje aplicado.

  • Polarización directa: aquí, los terminales positivo y negativo están conectados a los tipos P y N del diodo.
  • Polarización inversa: aquí, los terminales positivo y negativo están conectados a los tipos N y P del diodo.
  • Polarización cero: esto se denomina polarización '0' porque no se aplica voltaje externo al diodo.

Sesgo directo del diodo de unión PN

En la condición de polarización directa, la unión PN se desarrolla cuando los bordes positivo y negativo de la batería están conectados a los tipos P y N. Cuando el diodo funciona en polarización de reenvío, los campos eléctricos internos y aplicados en la unión están en caminos opuestos. Cuando se suman estos campos eléctricos, entonces el nivel de magnitud de la salida consecuente es menor que el del campo eléctrico aplicado.

Sesgo directo en tipos de diodos de unión PN

Sesgo directo en tipos de diodos de unión PN

Esta conexión da como resultado una ruta resistiva mínima y un área de agotamiento más delgada. La resistencia de la región de agotamiento se vuelve más insignificante cuando el valor del voltaje aplicado es mayor. Por ejemplo, en el semiconductor de silicio, cuando el valor de voltaje aplicado es 0,6 V, entonces el valor de resistencia de la capa de agotamiento se vuelve completamente insignificante y habrá un flujo de corriente sin obstrucciones a través de él.

Sesgo inverso del diodo de unión PN

Aquí, la conexión es que los bordes positivo y negativo de la batería están conectados a las regiones de tipo N y tipo P. Esto forma la unión PN con polarización inversa. En esta situación, los campos eléctricos internos y aplicados están en una dirección similar. Cuando se suman ambos campos eléctricos, entonces la trayectoria del campo eléctrico resultante es similar a la trayectoria del campo eléctrico interno. Esto desarrolla una región de agotamiento resistiva más gruesa y mejorada. La región de agotamiento experimenta más sensibilidad y grosor cuando el nivel de voltaje aplicado es cada vez mayor.

Sesgo inverso en tipo de unión PN de diodos

Sesgo inverso en tipo de unión PN de diodos

Características V-I del diodo de unión PN

Además, es aún más importante conocer las características V-I del diodo de unión PN.

Cuando el diodo se opera bajo condición de polarización '0', lo que significa que no hay aplicación de voltaje externo al diodo. Esto significa que la barrera de potencial restringe el flujo de corriente.

Mientras que cuando el diodo opera en condiciones de polarización de reenvío, habrá una barrera de potencial más delgada. En el tipo de diodos de silicona, cuando el valor de voltaje es de 0,7 V y en los tipos de diodos de germanio cuando el valor de voltaje es de 0,3 V, entonces el ancho de la barrera de potencial se reduce y esto permite que la corriente fluya a través del diodo.

VI Características en el diodo de unión PN

VI Características en el diodo de unión PN

En esto, habrá un aumento gradual en el valor actual y la curva resultante no es lineal porque el nivel de voltaje aplicado supera la barrera de potencial. Cuando el diodo supera esta barrera de potencial, el diodo funciona en condiciones normales, y la forma de la curva se vuelve gradualmente aguda (adquiere una forma lineal) con el aumento del valor de voltaje.

Donde cuando el diodo opera en condición de polarización inversa, habrá una barrera de potencial incrementada. Como habrá la presencia de portadores de carga minoritarios en la unión, esto permite el flujo de corriente de saturación inversa. Cuando hay un mayor nivel de voltaje aplicado, los portadores de carga minoritarios poseen una energía cinética elevada que muestra un impacto en los portadores de carga mayoritarios. En esta etapa, ocurre la ruptura del diodo y esto podría provocar que el diodo se dañe.

Diodo Schottky

El diodo Schottky tiene una caída de voltaje directa más baja que los diodos de unión PN normales de Si. A bajas corrientes, la caída de voltaje puede estar entre 0,15 y 0,4 voltios en lugar de 0,6 voltios para el diodo a-Si. Para lograr este rendimiento, están diseñados de una manera diferente a comparar con los diodos normales que tienen un contacto de metal a semiconductor. Estos diodos se utilizan ampliamente en aplicaciones de rectificadores, diodos de sujeción y también en aplicaciones de RF.

Diodo Schottky

Diodo Schottky

Diodo de recuperación escalonada

Un diodo de recuperación escalonada es un tipo de diodo de microondas que se utiliza para generar pulsos a muy HF (altas frecuencias). Estos diodos dependen del diodo que tiene una característica de apagado muy rápido para su funcionamiento.

Diodos de recuperación escalonada

Diodos de recuperación escalonada

Diodo de túnel

El diodo túnel se utiliza para aplicaciones de microondas donde su rendimiento superó al de otros dispositivos del día.

Diodo de túnel

Diodo de túnel

En el dominio eléctrico, tunelización significa que es el movimiento directo de electrones a través del ancho mínimo de la región de agotamiento desde la banda de conducción a la banda de valencia. En el diodo de unión PN, la región de agotamiento se desarrolla debido tanto a electrones como a huecos. Debido a estos portadores de carga positiva y negativa, el campo eléctrico interno se desarrolla en la región de agotamiento. Esto crea una fuerza en el camino opuesto a un voltaje externo.

Con el efecto de túnel, cuando hay un valor mínimo de voltaje directo, entonces el valor de corriente directo será mayor. Puede funcionar tanto en condiciones de polarización directa como inversa. Debido al alto nivel de dopaje , también puede funcionar en polarización inversa. Con la disminución del potencial de barrera, el cortocircuito en la dirección inversa también se reduce y llega casi a cero. Con este voltaje inverso mínimo, el diodo puede llegar a la condición de avería. Debido a esta región de resistencia negativa se forma.

Diodo varactor o diodo varicap

Un diodo varactor es un tipo de semiconductor dispositivo de estado sólido de microondas y se utiliza donde se elige la capacitancia variable que se puede lograr controlando el voltaje. Estos diodos también se denominan diodos varicosas. Aunque el o / p de la capacitancia variable puede ser exhibido por los diodos de unión PN normales. Pero, este diodo se elige para dar los cambios de capacitancia preferidos ya que son diferentes tipos de diodos. Estos diodos están diseñados y mejorados con precisión de modo que permiten una amplia gama de cambios en la capacitancia.

Diodo varactor

Diodo varactor

Diodo Zener

El diodo Zener se utiliza para proporcionar un voltaje de referencia estable. Como resultado, se usa en grandes cantidades. Funciona en condiciones de polarización inversa y descubrió que cuando se alcanza un voltaje particular, se rompe. Si el flujo de corriente está limitado por una resistencia, activa una tensión estable que se generará. Este tipo de diodo se utiliza mucho para ofrecer un voltaje de referencia en fuentes de alimentación.

Diodo Zener

Diodo Zener

Existen varios métodos en el paquete de un diodo Zener. Pocos de ellos se emplean para aumentar los niveles de disipación de energía, mientras que otros se utilizan para diseños de montaje de borde. El general tipo de diodo Zener se compone de una cubierta de vidrio mínima. Este diodo tiene una banda en un borde que lo marca como cátodo.

El diodo Zener funciona de manera similar al diodo cuando se opera en condición de polarización de reenvío. Mientras que en el sesgo inverso, habrá una ocurrencia de mínimos corriente de fuga . Cuando hay un aumento en el voltaje inverso hasta el voltaje de ruptura, esto crea un flujo de corriente a través del diodo. El valor actual se alcanzará al máximo y este es capturado por una resistencia en serie.

Aplicaciones del diodo Zener

Existen amplias aplicaciones de un diodo Zener y algunas de ellas son:

  • Se utiliza como limitador de voltaje para regular los niveles de voltaje en el valor mínimo de cargas.
  • Empleados en las aplicaciones que necesitan protección contra sobretensiones
  • Utilizado en circuitos de recorte

Algunos de los otros tipos de diodos implementados de manera crucial en varias aplicaciones son los siguientes:

  • Diodo láser
  • Diodo de avalancha
  • Diodo de supresión de voltaje transitorio
  • Tipo de diodo dopado con oro
  • Tipo de diodo de corriente constante
  • Diodo Peltier
  • Rectificador controlado por silicio diodo

Cada diodo tiene sus propios beneficios y aplicaciones. Algunos de ellos se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones en varios dominios, mientras que pocos se emplean solo en unas pocas aplicaciones. Por lo tanto, se trata de diferentes tipos de diodos y sus usos. Esperamos que haya comprendido mejor este concepto o que, para implementar proyectos eléctricos, brinde sus valiosas sugerencias comentando en la sección de comentarios a continuación. Aquí hay una pregunta para ti, Cuál es el función de un diodo ?