Polarizacion Del Diodo

POLARIZACION DEL DIODO

OBJETIVOS

• Definir polarización en directa y exponer las condiciones requeridas para que suceda.

• Definir polarización en inversa y exponer las condiciones requeridas para que suceda.

• Interpretar y utilizar una hoja de datos de un diodo

Polarización en directa

• Polarización en directa es la condición que permite la circulación de corriente a través de la unión pn.

• Para polarizar un diodo se aplica un voltaje de cc a través de él (Figura 1)

Polarización en directa

Requerimientos para la Polarizacion Directa

• 1) El lado negativo de VPOLARIZACIÓN está conectado a la región n del diodo y el lado positivo está conectado a la región p

• 2) Es que el voltaje de polarización, VPOLARIZACIÓN, debe ser más grande que el potencial de barrera.

Efecto de la Fuente

• Como las cargas iguales se repelen, el lado negativo de la fuente de voltaje de polarización “empuja” a los electrones libres, los cuales son los portadores mayoritarios en la región n, hacia la unión pn.

• Este flujo de electrones libre se llama corriente de electrones (Figura 2)

• La fuente de voltaje de polarización proporciona suficiente energía a los electrones libres para que venzan el potencial de barrera de la región de empobrecimiento y continúen moviéndose hacia la región p.

• Como las cargas diferentes se atraen, el lado positivo de la fuente de voltaje de polarización atrae los electrones de valencia hacia el extremo izquierdo de la región p

• A medida que fluyen más electrones hacia la región de empobrecimiento, el número de iones se reduce.

Polarización en inversa

• La polarización en inversa es la condición que en esencia evita la circulación de corriente a través del diodo. La figura 4 muestra una fuente de voltaje de cc conectada a través de un diodo en la dirección que produce polarización en inversa.

• Observe que el lado positivo de VPOLARIZACIÓN está conectado a la región n del diodo y el lado negativo está conectado a la región p

Efecto sobre el Diodo

• Como las cargas diferentes se atraen, el lado positivo de la fuente de voltaje de polarización “jala” los electrones libres, los cuales son los portadores mayoritarios en la región n, lejos de la unión pn.

• A medida que los electrones fluyen hacia el lado positivo de la fuente de voltaje, se crean iones positivos adicionales.

• Esto produce el ensanchamiento de la región de empobrecimiento y el consecuente empobrecimiento de los portadores mayoritarios.

• Conforme la región de empobrecimiento se ensancha, la disponibilidad de portadores mayoritarios se reduce. A medida que más regiones n y p se quedan sin portadores mayoritarios, la intensidad del campo eléctrico entre los iones positivos y negativos se incrementa hasta que el potencial a través de la región de empobrecimiento es igual al voltaje de polarización, VPOLARIZACIÓN.

• En ese momento, la corriente de transición en esencia cesa, excepto por una muy pequeña corriente en inversa que casi siempre se puede despreciar.

• Corriente en inversa:

• La corriente extremadamente pequeña que existe en la condición de polarización en inversa después de que la corriente de transición se disipa es provocada por los portadores minoritarios en las regiones n y p producidos por pares de electrón-hueco generados térmicamente.

• Ruptura en inversa:

• Normalmente, la corriente en inversa es tan pequeña que se puede despreciar. No obstante, si el voltaje de polarización en inversa externo se incrementa a un valor llamado voltaje de ruptura, la corriente en inversa se incrementará drásticamente.

HOJAS TECNICAS

PARAMETROS ELECTRICOS

• VRRM:

El voltaje pico en inversa que puede ser aplicado repetidamente a través del diodo.

Observe que es de 50 V para el 1N4001 y de 1000 V para el 1N4007. Esta capacidad es la misma que el PIV.

• IF(AV):

El valor promedio máximo de una corriente con polarización en directa rectificada de media onda de 60 Hz. Este parámetro de corriente es de 1.0 A para todos los tipos de diodo y está especificado para una temperatura ambiente de 75°C.

• IFSM:

El valor pico máximo de sobrecorriente con polarización en directa de media onda senoidal única no repetitiva con duración de 8.3 ms. Este parámetro de corriente es de 30 A para todos los tipos de diodo.

• Tstg: El intervalo permisible de temperaturas a

las cuales el dispositivo puede ser mantenido cuando no está operando o no está conectado a un circuito.

• TJ:El intervalo permisible de temperaturas para

la unión pn cuando el diodo es operado en un circuito

• PD:

La disipación de potencia promedio es la cantidad de potencia que el diodo puede disipar en cualquier condición. Un diodo nunca deberá ser operado a su potencia máxima, excepto durante periodos breves, para asegurar la confiabilidad y una larga vida útil.

• RθJA:

Resistencia térmica de la unión de diodo al aire circundante. Ésta indica la resistencia del material del dispositivo al flujo de calor y especifica el número de diferencia de grados entre la unión y el aire circundante por cada watt transferido de la unión al aire

• VF: La caída de voltaje a través del diodo con

polarización en directa cuando hay 1 A de corriente de polarización en directa. Para determinar el voltaje de polarización en directa con otros valores de corriente de polarización en directa, se debe examinar la gráfica de características de polarización en directa.

• IR:

La corriente inversa al voltaje inverso nominal (VRRM). Los valores se especifican a dos temperaturas ambiente diferentes.

• CT:

Ésta es la capacitancia total del diodo, incluida la capacitancia en la unión en polarización en inversa a una frecuencia de 1 MHz. La mayoría de las veces este parámetro no es importante en aplicaciones de baja frecuencia, tal como rectificadores de fuentes de alimentación.

La curva de reducción de la corriente de polarización en directa

Curva de características de polarización en directa

Sobrecorriente no repetitiva

Características de polarización en inversa

PREGUNTAS DE REPASO

• 1) Explique cómo se polariza en directa un diodo.

• 2) Describa la polarización en inversa de un diodo.

• 3) Compare las regiones de empobrecimiento en las condiciones de polarización en directa y polarización en inversa.

• 4) Determine el voltaje pico inverso repetitivo para cada uno de los diodos 1N4002, 1N4003, 1N4004, 1N4005, 1N4006.

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