Los diodos son dispositivos semiconductores ampliamente utilizados. Un diodo rectificador es un semiconductor de dos conductores que permite que la corriente pase en una sola dirección. En general, Diodo de unión P-N se forma uniendo materiales semiconductores de tipo ny tipo p. El lado de tipo P se llama ánodo y el lado de tipo n se llama cátodo. Se utilizan muchos tipos de diodos para una amplia gama de aplicaciones. Los diodos rectificadores son un componente vital en las fuentes de alimentación donde se utilizan para convertir voltaje CA en voltaje CC. los Diodos Zener se utilizan para la regulación de voltaje, evitando variaciones no deseadas en los suministros de CC dentro de un circuito.

Símbolo de un diodo

El símbolo de un símbolo de diodo rectificador se muestra a continuación, la punta de la flecha apunta en la dirección del flujo de corriente convencional.

Símbolo de diodo rectificador

Funcionamiento del circuito del diodo rectificador

Tanto los materiales de tipo n como los de tipo p se combinan químicamente con una técnica de fabricación especial que da como resultado la formación de una unión p-n. Esta unión P-N tiene dos terminales que pueden denominarse electrodos y, por esta razón, se le denomina “DIODO” (Di-odo).

Si se aplica una tensión de alimentación de CC externa a cualquier dispositivo electrónico a través de sus terminales, se denomina polarización.

Diodo rectificador imparcial

Cuando no se suministra voltaje a un diodo rectificador, entonces se llama diodo no sesgado, el lado N tendrá una mayor cantidad de electrones y muy pocos orificios (debido a la excitación térmica) mientras que el lado P tendrá una carga mayoritaria portadores de huecos y muy pocos electrones.
En este proceso, los electrones libres del lado N se difundirán (esparcirán) hacia el lado P y se recombinarán en los huecos presentes allí, dejando + ve iones inmóviles (no móviles) en el lado N y creando -ve iones inmóviles en el lado P lado del diodo.
El inmóvil en el lado tipo n cerca del borde de unión. De manera similar, los iones inmóviles en el lado tipo p cerca del borde de unión. Debido a esto, se acumularán números de iones positivos e iones negativos en la unión. Esta región así formada se denomina región de agotamiento.
En esta región, se crea un campo eléctrico estático llamado Potencial de barrera a través de la unión PN del diodo.
Se opone a una mayor migración de huecos y electrones a través de la unión.

Diodo imparcial (sin voltaje aplicado)

Diodo polarizado hacia adelante

Polarización directa: en un diodo de unión PN, el terminal positivo de una fuente de voltaje está conectado al lado tipo p, y el terminal negativo está conectado al lado tipo n, se dice que el diodo está en condición de polarización directa.
Los electrones son repelidos por el terminal negativo del suministro de voltaje de CC y se desvían hacia el terminal positivo.
Entonces, bajo la influencia del voltaje aplicado, esta deriva de electrones hace que la corriente fluya en un semiconductor. Esta corriente se denomina 'corriente de deriva'. Como la mayoría de los portadores son electrones, la corriente de tipo n es la corriente de electrones.
Como los agujeros son portadores mayoritarios en el tipo p, estos son repelidos por el terminal positivo de suministro de CC y se mueven a través de la unión hacia el terminal negativo. Entonces, la corriente en tipo p es la corriente del agujero.
Entonces, la corriente general debida a los operadores mayoritarios crea una corriente de avance.
La dirección de la corriente convencional fluye de positivo a negativo de la batería en la dirección de la corriente convencional es opuesta al flujo de electrones.

Diodo rectificador polarizado hacia adelante

Diodo polarizado inverso

Condición de polarización inversa: si el diodo es el terminal positivo de la fuente de voltaje está conectado al extremo tipo n, y el terminal negativo de la fuente está conectado al extremo tipo p del diodo, no habrá corriente a través del diodo excepto corriente de saturación inversa.
Esto se debe a que en la condición de polarización inversa, la capa de agotamiento de la unión se vuelve más ancha al aumentar el voltaje de polarización inversa.
Aunque hay una pequeña corriente que fluye desde el extremo del tipo n al tipo p en el diodo debido a los portadores minoritarios. Esta corriente se llama corriente de saturación inversa.
Los portadores minoritarios son principalmente electrones / huecos generados térmicamente en semiconductores de tipo p y semiconductores de tipo n, respectivamente.
Ahora bien, si el voltaje aplicado inverso a través del diodo aumenta continuamente, luego de cierto voltaje, la capa de agotamiento se destruirá, lo que provocará que fluya una enorme corriente inversa a través del diodo.
Si esta corriente no está limitada externamente y supera el valor seguro, el diodo puede destruirse permanentemente.
Estos electrones de movimiento rápido chocan con los otros átomos del dispositivo para eliminar algunos electrones más de ellos. Los electrones, así liberados, liberan muchos más electrones de los átomos al romper los enlaces covalentes.
Este proceso se denomina multiplicación de portadoras y conduce a un aumento considerable en el flujo de corriente a través de la unión p-n. El fenómeno asociado se llama Avalanche Breakdown.

Diodo polarizado inverso

Algunas aplicaciones del diodo rectificador

Los diodos tienen muchas aplicaciones. Estas son algunas de las aplicaciones típicas de los diodos que incluyen:

“como hacer una radio de cristal ”

Rectificar un voltaje, como convertir la CA en voltajes de CC
Aislar señales de una fuente
Referencia de voltaje
Controlar el tamaño de una señal
Mezcla de señales
Señales de detección
Sistemas de iluminación
Diodos LASER

Rectificador de media onda

Uno de los usos más comunes del diodo es rectificar el Voltaje de CA en una potencia de CC suministro. Dado que un diodo solo puede conducir corriente de una manera, cuando la señal de entrada se vuelve negativa, no habrá corriente. Esto se llama rectificador de media onda . La siguiente figura muestra el circuito de diodo rectificador de media onda.

Rectificador de media onda

Rectificador de onda completa

A circuito de diodo rectificador de onda completa se construye con cuatro diodos, por esta estructura podemos hacer que ambas mitades de las ondas sean positivas. Tanto para los ciclos positivos como negativos de la entrada, hay una ruta hacia adelante a través del puente de diodos .
Mientras que dos de los diodos tienen polarización directa, los otros dos tienen polarización inversa y se eliminan efectivamente del circuito. Ambas rutas de conducción hacen que la corriente fluya en la misma dirección a través de la resistencia de carga, logrando una rectificación de onda completa.
Los rectificadores de onda completa se utilizan en fuentes de alimentación para convertir voltajes de CA en voltajes de CC. Un condensador grande en paralelo con la resistencia de carga de salida reduce la ondulación del proceso de rectificación. La siguiente figura muestra el circuito de diodo rectificador de onda completa.

Rectificador de onda completa

Por lo tanto, se trata de diodo rectificador y sus usos. ¿Conoce otros diodos que se utilizan regularmente en electricidad y proyectos de electrónica ? Luego, envíe sus comentarios comentando en la sección de comentarios a continuación. Aquí hay una pregunta para ti, Cómo se forma la región de agotamiento en una D ¿yodo?