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diodo semiconductor

<p>Una unión pn se conoce como diodo semiconductor. La unión pn se utiliza con fines de rectificación, ya que conduce solo en una dirección. También se conoce como cristal diodo ya que está hecho de un silicio o germanio cristalino. El símbolo del diodo semiconductor se muestra a continuación.

semiconductor-diodos-fig-1

Tiene dos terminales. Conduce solo cuando tiene polarización directa. Esto significa que cuando el terminal conectado con la punta de flecha tiene un potencial más alto que el terminal conectado a la barra, como se muestra en la figura anterior. Cuando el diodo semiconductor tiene polarización inversa, prácticamente no conduce ninguna corriente a través de él.

Índice de contenidos

Características de voltios-amperios de un diodo semiconductor

Las características de voltios-amperios o V-I de un diodo semiconductor es una curva entre el voltaje a través de la unión y la corriente del circuito.

La disposición del circuito se muestra a continuación.

semiconductor-diodos-fig-2

La resistencia R está conectada en serie con la unión PN que limita la corriente directa del diodo para que no exceda el valor límite prescrito. Las características se estudian bajo tres encabezados, es decir, voltaje externo cero, polarización directa y polarización inversa. Se describen a continuación en detalle.

Voltaje externo cero

Cuando no se aplica voltaje externo, es decir, el circuito está abierto en la tecla K, no fluye corriente a través del circuito. Se indica con el punto 0 en el gráfico que se muestra a continuación:

semiconductor-diodos-fig-3

Polarización directa

Cuando la llave K está cerrada y el interruptor de doble tiro se coloca en la posición 1, como se muestra en el diagrama de circuito A anterior. La unión PN tiene polarización directa ya que un semiconductor de tipo p está conectado a la terminal positiva y el de tipo n a la terminal negativa. del suministro Ahora, cuando se aumenta el voltaje de suministro cambiando la resistencia variable Rh. La corriente del circuito aumenta muy lentamente y la curva no es lineal que se muestra en la figura característica B anterior como OA.

El lento aumento de la corriente en esta región se debe a que el voltaje aplicado externamente se usa para superar la barrera potencial de 0,3 V para Ge y 0.7 para el Si de la unión PN. Sin embargo, una vez que se elimina la barrera potencial y la tensión de alimentación externa aumenta aún más. La unión PN se comporta como un conductor ordinario y la corriente del circuito aumenta muy bruscamente representada por la región AB.

En este instante, la corriente está limitada por la resistencia en serie R y un pequeño valor de la resistencia directa de unión Rf. La curva es casi lineal. Si la corriente aumenta más que el valor nominal del diodo, el diodo puede dañarse.

Voltaje de rodilla

El voltaje directo (0,3 V para diodos de Ge y 0,7 V para diodos de Si) en el cual la corriente a través del diodo o unión pn comienza a aumentar abruptamente se conoce como Voltaje de rodilla.

Polarización inversa

Cuando el interruptor de doble polo y doble tiro (DPDT) se coloca en la posición 2, como se muestra en la figura A. La unión pn tiene polarización inversa ya que un semiconductor de tipo p está conectado a la terminal negativa y el de tipo n a la terminal positiva del suministro. . En esta condición, la barrera de potencial en la unión aumenta. Por lo tanto, la resistencia de unión Rr se vuelve muy alta y prácticamente no fluye corriente a través del circuito.

Sin embargo, en la práctica real, una corriente muy pequeña del orden de microamperios fluye en el circuito. Esta corriente se conoce como Corriente inversa y se debe a los portadores minoritarios disponibles a temperatura ambiente.

La corriente inversa aumenta ligeramente con el aumento de la tensión de alimentación de polarización inversa. Si el voltaje inverso aumenta continuamente, se llega a una etapa en la que la energía cinética de los electrones (portadores minoritarios) se vuelve tan alta que eliminan electrones de los enlaces semiconductores. En el punto C, ocurre la ruptura de la unión y la resistencia de la región de barrera Rr cae repentinamente.

En consecuencia, la corriente inversa aumenta enormemente a un valor grande. Esto puede destruir la unión de forma permanente. El voltaje inverso al cual se rompe la unión pn se conoce como Cortocircuito.

Los siguientes puntos se concluyen de toda la discusión anterior.

  • Con voltaje externo cero, no fluye corriente a través del circuito o diodo.
  • En la polarización directa, la corriente aumenta ligeramente hasta que desaparece la barrera de potencial.
  • Después del voltaje de la rodilla, la corriente directa aumenta drásticamente.
  • La corriente directa está limitada por la resistencia en serie R y un pequeño valor de la resistencia de unión Rf.
  • El diodo se destruye a medida que la corriente directa aumenta más allá del valor nominal del diodo.
  • La corriente inversa aumenta ligeramente con el aumento de voltaje debido a los portadores minoritarios. El valor máximo de corriente inversa para el diodo de Si es tan bajo como 1 microamperio. Para Ge, es de unos 100 microamperios.
  • El voltaje inverso al cual se rompe la unión se conoce como cortocircuito.
  • Con voltaje inverso, cuando la unión se rompe, el diodo puede destruirse.

Esto es todo sobre el diodo semiconductor.

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