Circuitos con Diodos
UNION pn NO POLARIZADA
• Una unión pn consiste en un único cristal semiconductor al cual se le han
añadido impurezas de manera que se obtiene un zona p y otra n.
• Si estuviera formado por dos cristales independientes, antes de conformar
físicamente la unión, se tendría una distribución de portadores según se
indica en la figura.
• El elevado gradiente de
concentración hueco-electrón a
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concentración hueco-electrón a
lo largo de la unión, inicia un
proceso de difusión, creando
una zona de carga espacial
en la zona de unión.
DIODO REAL - CARACTERISTICAS
• Característica del diodo.
– Posee dos terminales (Ánodo y Cátodo).
– Polarización DIRECTA:
• Si Vd es > 0 voltios.
– Polarización INVERSA:
• Si Vd < 0 voltios.
• En Directa la corriente fluye con facilidad.
• En Inversa, al alcanzar la región de
ruptura o zona de avalancha, el flujo de
corriente es elevado siempre y cuando no se
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corriente es elevado siempre y cuando no se
exceda la potencia máxima de disipación.
• Designación características:
– Vr: tensión inversa.
– If(av): corriente media directa.
– If(rms): corriente eficaz directa
– Vf: caída de tensión directa.
DIODO REAL – ECUACION DEL DIODO
• La ecuación del diodo (ecuación de Shockley) es:
• Donde:
– La tensión térmica es
– Is es la corriente de saturación inversa.
– n es el coeficiente de emisión entre 1 y 2.
• En la región de polarización directa, los diodos de Si de pequeña señal
conducen muy poca corriente (menos de 1 mA) hasta que se aplica
una tensión de 0,6 a 0,7 voltios (a temperatura ambiente).
( )1
/
= −
D nVT
v
D S
i I e
VT =k T / q
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una tensión de 0,6 a 0,7 voltios (a temperatura ambiente).
• A partir de dicha tensión (Vumbral), la corriente incrementa
rápidamente a pequeños aumentos de tensión.
• La respuesta del diodo de Si a variaciones de temperatura es
de aproximadamente -2 mV/ºK.
• En la región inversa la corriente es aproximadamente de 1 nA. Si T
aumenta, también aumenta la I.
• En la zona de ruptura, la corriente aumenta rápidamente. Existen
diodos especiales para trabajar en dicha zona (diodos Zener).
DIODO REAL – RECTA DE CARGA
Aplicando la 2ª Ley de Kirchhoff:
• Conocido el valor de Vss, R y la
curva característica del diodo, se
puede obtener el punto de trabajo
del circuito.
• La recta de carga se obtiene a
partir de los puntos de corte de la
SS D D V = Ri + v
Fig. .- Polarización diodo.
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partir de los puntos de corte de la
ecuación obtenida con los ejes
coordenados:
– Si id = 0 -> Vd = Vss; (pto A)
– Si Vd = 0 -> id = Vss / R; (pto B)
• Uniendo los dos puntos A y B, se
obtiene la recta de carga.
• El punto de trabajo es la
intersección entre la característica
del diodo y la recta de carga.
RESISTENCIA DINAMICA DEL DIODO
En la zona de polarización positiva, antes de Vumbral la pendiente de
la recta que se aproxima a la característica tiende a cero
(conductancia); por tanto, su resistencia será elevada. Si se sobrepasa
la Vu, la pendiente es muy grande, y por tanto, la resistencia
reducida. Así, la pendiente de la curva se modifica según sea el punto
Q en el que se encuentre el diodo.
• Suponiendo que la tensión continua de alimentación hace que el diodo
trabaje en un punto de reposo, punto Q, y superponiendo una
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trabaje en un punto de reposo, punto Q, y superponiendo una
pequeña señal alterna, su comportamiento se aproximará al de una
resistencia
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