DIODOS

Convirtiendo la corriente alterna en continua

DIODOS

Una de las principales aplicaciones de los diodos es convertir la corriente alterna en corriente continua.

¿Qué es la corriente continua?

La corriente continua la producen las baterías, las pilas y las dinamos. Entre los extremos de cualquiera de estos generadores se genera una tensión constante que no varia con el tiempo, por ejemplo si la pila es de 12 voltios, todo los receptores que se conecten a la pila estarán siempre a 12 voltios (a no ser que la pila este gastada).

¿Qué es la corriente continua?

Además al conectar el receptor (una lámpara por ejemplo) la corriente que circula por el circuito es siempre constante (mismo número de electrones) , y no varia de dirección de circulación, siempre va en la misma dirección, es por eso que siempre el polo + y el negativo son siempre los mismos

¿Qué es la corriente continua?

Luego en CC (corriente continua o DC) la tensión siempre es la misma y la Intensidad de corriente también.

¿Qué es la corriente continua?

¿Qué es la corriente alterna?

Este tipo de corriente es producida por los alternadores y es la que se genera en las centrales eléctricas. La corriente que usamos en las viviendas es corriente alterna (enchufes). En este tipo de corriente la intensidad varia con el tiempo (numero de electrones), además cambia de sentido de circulación a razón de 50 veces por segundo. Según esto también la tensión generada entre los dos bornes (polos) varia con el tiempo en forma de onda senoidal , no es constante.

¿Qué es la corriente alterna?

¿Qué es la corriente alterna?

Esta onda senoidal se genera 50 veces cada segundo, es decir tiene una frecuencia de 50Hz (hertzios), en EEUU es de 60Hz. Como vemos pasa 2 veces por 0V (voltios) y 2 veces por la tensión máxima que es de 325V. Es tan rápido cuando no hay tensión que los receptores no lo aprecian y no se nota, excepto los fluorescentes (efecto estroboscópico). Además vemos como a los 10ms (milisegundos) la dirección cambia y se invierten los polos, ahora llega a una tensión máxima de -325V (tensión negativa).

¿Qué es la corriente alterna?

Esta onda se conoce como onda alterna senoidal y es la más común ya que es la que tenemos en nuestras casas. La onda de la intensidad sería de igual forma pero con los valores de la intensidad. lógicamente, en lugar de los de la tensión

¿Qué es la corriente alterna?

¿Qué es la corriente alterna?

Pero ¿Por qué se dice que hay una tensión de 220V en los enchufe? . Como la tensión varia constantemente se coge una tensión de referencia llamada Valor Eficaz. Este valor es el valor que debería tener en corriente continua para que produjera el mismo efecto sobre un receptor en corriente alterna. Es decir si conectamos un radiador eléctrico a 220V en corriente continua (siempre constante), daría el mismo calor que si lo conectamos a una corriente alterna con tensión máxima de 325V (tensión variable), en este caso diríamos que la tensión en alterna tiene una tensión de 220V, aunque realmente no sea un valor fijo sino variable. Estaría mejor dicho que hay una tensión con valor eficaz de 220V. Esto lo podemos ver en la gráfica.

Válvulas de vacío

Antes del descubrimiento de los semiconductores la función que actualmente realizan los diodos basados en estos semiconductores la realizaban las válvulas de vacío.

Válvulas de vacío

La válvula de vacío, es un componente electrónico que consiste en un envase de vidrio o acero en cuyo interior hay dos o más electrodos (conductores con carga eléctrica positiva o negativa), por medio de los cuales puede pasar la corriente. Además, según el caso una o más rejillas que son elementos que pueden modificar la corriente que pasa de un electrodo a otro con una pequeña polarización.

Válvulas de vacío

Válvulas de vacío

Estas cuentan con un conductor emisor (que puede ser el filamento o el cátodo) y un colector que atrae los electrones que emite el emisor. De esta forma se produce el pasaje de corriente en su interior. Para que esto ocurra, el emisor tiene polaridad positiva y el colector negativa (la corriente circula de positivo a negativo).

Válvulas de vacío

En los diodos, los electrones son emitidos por el cátodo son atraídos por la placa sólo cuando ésta es positiva con respecto al cátodo.

Válvulas de vacío

Cuando la placa está cargada negativamente, no circula corriente por el tubo. Si se aplica un potencial alterno a la placa, la corriente pasará por el tubo solamente durante la mitad positiva del ciclo, actuando así como rectificador.

Válvulas de vacío

Válvulas de vacío

Válvulas de vacío

Válvulas de vacío

Válvulas de vacío

Válvulas de vacío

Válvulas de vacío

Los primeros ordenadores se construyeron con válvulas de vacío, por lo que eran muy voluminosos y pesados y consumían mucha energía.

Válvulas de vacío

Prácticamente la totalidad de los tubos de vacío han sido reemplazados por diodos y transistores basados en semiconductores, que son más baratos, económicos y fiables, lo cual ha contribuido a la miniaturización y abaratamiento de los equipos electrónicos.

Válvulas de vacío

Hasta los años 60 las radios y las televisiones estaban basadas en válvulas de vacío.

Válvulas de vacío

Válvulas de vacío

Válvulas de vacío

Válvulas de vacío

En la actualidad las válvulas de vacío se emplean en amplificadores y sistemas de sonido de gama alta, por sus buenas características en el tratamiento de la señal de audio.

Válvulas de vacío

Válvulas de vacío

Válvulas de vacío

Diodo semiconductor

El diodo es un componente que se desarrolló como solución al problema de la transformación de cualquier tipo de corriente alterna en corriente continua.

Diodo semiconductor

Símbolo del diodo semiconductor

Diodo semiconductor

Existe una gran variedad de tipos de diodos, según su material , su función, su potencia, etc.

Diodo semiconductor

Los diodos semiconductores controlan el paso de la corriente eléctrica por un circuito, de manera que permiten el paso de la corriente eléctrica en un solo sentido (polarizados directamente) e impiden el paso de la corriente en el otro (polarizados inversamente)

Diodo semiconductor

Diodo semiconductor

Diodo semiconductor

Generalmente el terminal negativo se señala mediante un anillo o una forma especial en su cuerpo.

Diodo semiconductorEl encapsulado de los diodos suele ser de plástico, aunque cuando deben disipar grandes potencias es metálico

Diodo semiconductor

Podemos citar además de los diodos utilizados para la rectificación , los diodos zener (utilizados para mantener la tensión constante) y los diodos LED (que emiten luz al polarizarse de forma directa)

Diodo semiconductor

Diodo semiconductor

Los modernos diodos semiconductores están compuestos por dos zonas de material semiconductor (silicio, germanio, etc.) formando lo que se denomina una unión P- N

Diodo semiconductor

Para ello el material de la zona de la zona P esta tratado química y térmicamente con objeto de difundir sobre el otro, cuyos átomos tengan escasez o defecto de electrones, al material de la zona N se le agrega otro que presente un exceso de electrones, empleado el mismo procedimiento, quedando ambos en contacto físico y eléctrico.

Diodo semiconductor

A cada una de estas zonas o pedazos de material se le agrega un terminal de conexión en forma de hilo y el conjunto se aísla eléctricamente del exterior mediante un recubrimiento de vidrio o resina plástica.

Diodo semiconductor

Entre las dos partes de la unión P- N y en la zona de contacto entra ambas, se produce una región de transición.

Diodo semiconductor

Si se aplica una tensión exterior con el positivo aplicado en la zona P y el negativo a la N, se producirá una corriente eléctrica entre ambas zonas.

Diodo semiconductor

Lógicamente si la tensión externa se aplica en sentido contrario, con el positivo en la zona N y el negativo en la zona P, no se producirá ninguna circulación de corriente.

Diodo semiconductor

Diodo semiconductor

Diodo semiconductor

Diodo semiconductor

El diodo equivale al papel que haría una válvula antiretorno en un circuito hidráulico.

Diodo semiconductor

Diodo semiconductor

Diodo semiconductor

Diodo semiconductor

Diodo semiconductor

Diodo semiconductor

Podemos comprobar el buen funcionamiento de un diodo, empleando un polímetro.

Diodo semiconductor

Diodo semiconductor

El comportamiento del diodo se puede reflejar mediante unas curvas características.

Diodo semiconductor

Diodo LED

El LED (Light Emitting Diode) en un diodo luminiscente. Cuando está polarizado directamente, luce y se utiliza como elemento de señalización

Diodo LED

Existen LED de diversos tamaños y colores.

Diodo LED

En el diodo LED están señalizados los terminales para poderlos conectar sin dificultad en polarización directa.

Diodo LED

Diodo LED

Diodo LED

Diodo LED

Para su correcto funcionamiento es necesario limitar su corriente con una resistencia colocada en serie con él. ILED = 50 mA

VLED = 1, 5 V

R= V- VLED /I

Display

Una aplicación del diodo LED es su utilización en la construcción de displays luminosos, generalmente utilizados para la presentación de números

Display

Display

El display es un conjunto de 7 diodos emisores de luz, de forma alargada, situados de tal manera que dependiendo de número de ellos que se encienden, pueden iluminar un número del o al 9.

Display

Para que se forme un determinado número, será preciso cerrar el circuito correspondiente a los segmentos necesarios.

Display

Rectificador

Rectificador

Rectificador

Rectificador

Rectificador

Rectificador