¿Qué es un diodo? Una guía clara y práctica.
¿Qué es un diodo? Un diodo es un pequeño componente electrónico que permite que la corriente eléctrica fluya principalmente en una sola dirección. Se puede considerar como una válvula unidireccional para la electricidad. Esta característica única hace que los diodos sean útiles en muchos circuitos.
1. Idea básica y funcionamiento de los diodos
Un diodo tiene dos terminales: el ánodo y el cátodo. Cuando se aplica un voltaje positivo al ánodo y un voltaje menor al cátodo, el diodo conduce corriente. En polaridad inversa, bloquea el paso de la corriente.
Esto ocurre porque un diodo contiene una unión PN. Un lado está dopado para tener electrones adicionales (tipo N). El otro lado está dopado para tener huecos adicionales (tipo P). En la unión, se forma una delgada región de agotamiento. Esta región crea una barrera que impide el paso de corriente, a menos que el voltaje aplicado sea lo suficientemente alto como para impulsar los portadores de carga a través de ella.
2. Principales términos eléctricos (resumidos)
- Tensión directa (Vf): La caída de tensión cuando el diodo conduce (≈ 0,7 V para el silicio)
- Tensión inversa de ruptura (Vbr): La tensión inversa a la que el diodo comienza a conducir en sentido inverso.
- Corriente continua máxima (If): la corriente máxima segura que el diodo puede soportar.
- Corriente de fuga inversa (Ir): Cuando el diodo está polarizado inversamente, circula una pequeña corriente.
Tipos comunes de diodos y sus funciones
1. Diodo rectificador:
Convierte la corriente alterna en corriente continua. Puedes encontrarlo en
2. Diodo emisor de luz
Los LED emiten luz cuando la corriente eléctrica pasa a través de ellos. Se utilizan en pantallas, indicadores y sistemas de iluminación.
3. Diodo Zener
Diseñado para funcionar en modo de ruptura inversa segura y utilizado para la regulación y protección de voltaje.
4. Diodo Schottky
Diseñado para funcionar en modo de ruptura inversa segura y utilizado para la regulación y protección de voltaje.
5. Fotodiodo
Convierte la luz en corriente eléctrica y se utiliza comúnmente en circuitos de sintonización de radiofrecuencia.
6. Diodo varactor
Convierte la luz en corriente eléctrica y se utiliza comúnmente en circuitos de sintonización de radiofrecuencia.
Aplicaciones prácticas
- Los cargadores de teléfonos móviles y los adaptadores de corriente utilizan diodos rectificadores para convertir la corriente alterna en corriente continua.
- Los LED iluminan los indicadores de estado y las pantallas.
- Los diodos Zener protegen los componentes electrónicos sensibles contra picos de tensión.
- Los diodos Schottky se utilizan en fuentes de alimentación conmutadas para aumentar la eficiencia.
- Los fotodiodos se encuentran en mandos a distancia, fotómetros y receptores ópticos.
¿Cómo se comportan los diodos en una curva IV?
Grafique la corriente en función del voltaje. En la región de polarización directa, se observa un aumento excepcional de la corriente tan pronto como el voltaje supera el umbral (Vf). En la región de polarización inversa, la corriente es prácticamente nula hasta que alcanza el voltaje de ruptura. En el punto de ruptura, la corriente aumenta bruscamente, a menos que esté limitada por una resistencia o por el diseño del circuito.
Materiales y tendencias modernas
El silicio es el material estándar. Inicialmente se utilizó germanio debido a su menor caída de tensión directa, pero es menos estable. El arseniuro de galio (GaAs) y el nitruro de galio (GaN) cumplen funciones específicas: GaAs para optoelectrónica y aplicaciones de alta frecuencia; GaN y el carburo de silicio (SiC) para conmutación de alta potencia y alta eficiencia. Estos materiales reducen las pérdidas y el calentamiento en los sistemas de potencia.
Circuitos sencillos que puedes probar.
- Indicador LED: Diodo + resistencia en serie + batería. Funciona como prueba visual.
- Rectificador de media onda: Un único diodo convierte los pulsos de corriente alterna en corriente continua pulsante.
- Puente rectificador: Cuatro diodos proporcionan corriente continua rectificada de onda completa a partir de corriente alterna. Añada un condensador para suavizar la salida.
Consejos de seguridad y selección
- Verifique la corriente directa máxima y la tensión inversa máxima de su circuito.
- Añade una resistencia limitadora de corriente a los LED.
- Utilice disipadores de calor o elija un diodo con una potencia nominal más alta cuando se trate de corrientes elevadas.
- Para aplicaciones de conmutación, ajuste el tiempo de recuperación y la caída de tensión directa del diodo a la frecuencia y tensión de su circuito.
Lista de verificación rápida para la solución de problemas
- El diodo tiene un circuito abierto en ambas direcciones: probablemente está quemado.
- Conduce en ambas direcciones: probablemente esté en cortocircuito.
- Tensión directa elevada o ausencia de luz en un LED: compruebe la resistencia en serie o el cableado.
Resumen final
Un diodo controla la dirección de la corriente eléctrica. Esta sencilla regla permite diversas aplicaciones: rectificación, emisión de luz, referencia de voltaje, detección y sintonización. Si trabajas con electrónica, usarás diodos con frecuencia. Son pequeños, económicos y eficientes.
