En 1873Frederick Guthriedescubri el principio de operacin de los diodostrmicos. Guhtrie descubri que unelectroscopiocargado positivamente podra descargarse al acercarse una pieza de metal caliente, sin necesidad de que este lo tocara. No suceda lo mismo con un electroscopio cargado negativamente, reflejando esto que el flujo de corriente era posible solamente en una direccin. El 13 de febrero de 1880Thomas Edisonredescubre el principio. A su vez, Edison investigaba porque los filamentos de carbn de las bombillas se quemaban al final del terminal positivo. l haba construido una bombilla con un filamento adicional y una con una lmina metlica dentro de la lmpara, elctricamente aislada del filamento. Cuando uso este dispositivo, el confirm que una corriente flua del filamento incandescente a travs del vaci a la lmina metlica, pero esto solo suceda cuando la lmina estaba conectada positivamente. Edison diseo un circuito que reemplaza la bombilla por un resistor con un voltmetro deDC. Edison obtuvo una patente para este invento en 1884. Aparentemente no tena uso prctico para esa poca. Por lo cual, la patente era probablemente para precaucin, en caso de que alguien encontrara un uso al llamadoEfecto Edison.Aproximadamente 20 aos despus,John Ambrose Fleming(cientfico asesor deMarconi Companyy antiguo empleado de Edison) se dio cuenta que el efecto Edison podra usarse como un radio detector de precisin. Fleming patent el primer diodo termoinico enBritainel 16 de noviembre de 1904. En 1874 el cientfico alemnKarl Ferdinand Braundescubri la naturaleza de conducir por una sola direccin de los cristales semiconductores. Braun patent el rectificador de cristal en 1899. Losrectificadoresdexido de cobrey selenio fueron desarrollados para aplicaciones de alta potencia en la dcada de los 1930.El cientfico indioJagdish Chandra Bosefue el primero en usar un cristal semiconductor para detectar ondas de radio en 1894. Eldetector de cristal semiconductorfue desarrollado en un dispositivo prctico para la recepcin de seales inalmbricas porGreenleaf Whittier Pickard, quin invent un detector de cristal desilicioen 1903 y recibi una patente de ello el 20 de noviembre de 2006. En la poca de su invencin, estos dispositivos fueron conocidos como rectificadores. En 1919,William Henry Ecclesacu el trmino diodo del griegodia, que significa separado, yode que significa camino.

Material Intrinseco

Un cristal intrnseco es aqul que se encuentra puro (aunque no existe prcticamente un cristal 100% puro); es decir, no contiene impurezas;Un material en estado intrnseco puede tener electrones libres cuando algunos de sus electrones de valencia llegan a romper su enlace covalente por adquirir energa adicional debido a fuentes de calor o de luz; o bien debido a las pocas impurezas que no han podido eliminarse; sin embargo, la energa ganada disminuye cuando el electrn tiene alguna colisin con otra partcula, volviendo a cantidades de energa propias de la banda de valencia, haciendo que el electrn viajero se aloje, en algn hueco disponible, dndose el fenmeno llamadorecombinacin.Material Extrnseco.Es aqul que ha sido impurificado con tomos de otra sustancia. Al proceso de impurificacin se le llama tambin dopado, y se utiliza para obtener electrones libres que sean capaces de transportar la energa elctrica a otros puntos del cristal.

Unin PN

Un diodo semiconductor moderno est hecho de cristal semiconductor como el silicio con impurezas en l para crear una regin que contiene portadores de carga negativos (electrones), llamado semiconductor de tipo n, y una regin en el otro lado que contiene portadores de carga positiva (huecos), llamado semiconductor tipo p. Las terminales del diodo se unen a cada regin. El lmite dentro del cristal de estas dos regiones, llamado una unin PN, es donde la importancia del diodo toma su lugar. El cristal conduce una corriente de electrones del lado n (llamado ctodo), pero no en la direccin opuesta; es decir, cuando una corriente convencional fluye del nodo al ctodo (opuesto al flujo de los electrones).Al unir ambos cristales, se manifiesta una difusin de electronesdel cristal n al p (Je). Al establecerse una corriente de difusin, estas corrientes aparecen cargas fijas en una zona a ambos lados de la unin, zona que recibe el nombre deregin de agotamiento. A medida que progresa el proceso de difusin, la regin de agotamiento va incrementando su anchura profundizando en los cristales a ambos lados de la unin. Sin embargo, la acumulacin de iones positivos en la zona n y de iones negativos en la zona p, crea un campo elctrico (E) que actuar sobre los electrones libres de la zona n con una determinadafuerza de desplazamiento, que se opondr a la corriente de electrones y terminar detenindolos.Este campo elctrico es equivalente a decir que aparece una diferencia de tensin entre las zonas p y n. Esta diferencia de potencial (VD) es de 0,7Ven el caso delsilicioy 0,3 V para los cristales degermanio. La anchura de la regin de agotamiento una vez alcanzado el equilibrio, suele ser del orden de 0,5micraspero cuando uno de los cristales est mucho ms dopado que el otro, la zona de carga espacial es mucho mayor. Cuando se somete al diodo a una diferencia de tensin externa, se dice que el diodo est polarizado, pudiendo ser la polarizacindirectao inversa.

Polarizacin directa del diodo PN.

En este caso, la batera disminuye la barrera de potencial de la zona de carga espacial, permitiendo el paso de la corriente de electrones a travs de la unin; es decir, el diodo polarizado directamente conduce la electricidad.Para que un diodo est polarizado directamente, se debe conectar el polo positivo de la batera al nodo del diodo y el polo negativo al ctodo. En estas condiciones podemos observar que:* El polo negativo de la batera repele los electrones libres del cristal n, con lo que estos electrones se dirigen hacia la unin p-n.* El polo positivo de la batera atrae a los electrones de valencia del cristal p, esto es equivalente a decir que empuja a los huecos hacia la unin p-n.* Cuando la diferencia de potencial entre los bornes de la batera es mayor que la diferencia de potencial en la zona de carga espacial, los electrones libres del cristal n, adquieren la energa suficiente para saltar a los huecos del cristal p, los cuales previamente se han desplazado hacia la unin p-n.* Una vez que un electrn libre de la zona n salta a la zona p atravesando la zona de carga espacial, cae en uno de los mltiples huecos de la zona p convirtindose en electrn de valencia. Una vez ocurrido esto el electrn es atrado por el polo positivo de la batera y se desplaza de tomo en tomo hasta llegar al final del cristal p, desde el cual se introduce en el hilo conductor y llega hasta la batera.De este modo, con la batera cediendo electrones libres a la zona n y atrayendo electrones de valencia de la zona p, aparece a travs del diodo una corriente elctrica constante hasta el final.

Polarizacin inversa del diodo PN.

En este caso, el polo negativo de labaterase conecta a la zona p y el polo positivo a la zona n, lo que hace aumentar la zona de carga espacial, y la tensin en dicha zona hasta que se alcanza el valor de la tensin de la batera, tal y como se explica a continuacin:* El polo positivo de la batera atrae a loselectroneslibres de la zona n, los cuales salen del cristal n y se introducen en el conductor dentro del cual se desplazan hasta llegar a la batera. A medida que los electrones libres abandonan la zona n, los tomos pentavalentes que antes eran neutros, al verse desprendidos de su electrn en el orbital de conduccin, adquieren estabilidad (8 electrones en la capa de valencia) y una carga elctrica neta de +1, con lo que se convierten en iones positivos.* El polo negativo de la batera cede electrones libres a los tomos trivalentes de la zona p. Recordemos que estos tomos slo tienen 3 electrones de valencia, con lo que una vez que han formado los enlaces covalentes con los tomos de silicio, tienen solamente 7 electrones de valencia, siendo el electrn que falta el denominadohueco. El caso es que cuando los electrones libres cedidos por la batera entran en la zona p, caen dentro de estos huecos con lo que los tomos trivalentes adquieren estabilidad (8 electrones en su orbital de valencia) y una carga elctrica neta de -1, convirtindose as en iones negativos.* Este proceso se repite una y otra vez hasta que la zona de carga espacial adquiere el mismopotencial elctricoque la batera.En esta situacin, el diodo no debera conducir la corriente; sin embargo, debido al efecto de latemperaturase formarn pares electrn-hueco (versemiconductor) a ambos lados de la unin produciendo una pequea corriente (del orden de 1 A) denominadacorriente inversa de saturacin. Adems, existe tambin una denominadacorriente superficial de fugasla cual, como su propio nombre indica, conduce una pequea corriente por la superficie del diodo; ya que en la superficie, los tomos de silicio no estn rodeados de suficientes tomos para realizar los cuatro enlaces covalentes necesarios para obtener estabilidad. Esto hace que los tomos de la superficie del diodo, tanto de la zona n como de la p, tengan huecos en su orbital de valencia con lo que los electrones circulan sin dificultad a travs de ellos. No obstante, al igual que la corriente inversa de saturacin, la corriente superficial de fuga es despreciable.

* TIPOS DE DIODOS

a) Diodo rectificador:

Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodos ms sencillos. El nombre diodo rectificador procede de su aplicacin, la cual consiste en separar los ciclos positivos de una seal de corriente alterna.Si se aplica al diodo una tensin de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite el paso de la corriente elctrica.Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido.Durante la fabricacin de los diodos rectificadores, se consideran tres factores: la frecuencia mxima en que realizan correctamente su funcin, la corriente mxima en que pueden conducir en sentido directo y las tensiones directa e inversa mximas que soportarn.Una de las aplicaciones clsicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes de alimentacin; aqu, convierten una seal de corriente alterna en otra de corriente directa.

b) Diodos emisores de luz:

Los diodos emisores tambin son conocidos con el nombre de LED (iniciales de su denominacin inglesa Light Emitter Diode) que tienen la particularidad de emitir luz cuando son atravesados por la corriente elctrica. Como quiera que consiguen una luz bastante viva y, adems, con una mnima cantidad de corriente (del orden a algunas decenas de miliamperios).Los diodos emisores de luz funcionan por un complicado proceso fsico en el que desprenden fotones al volver a su rbita de valencia. La energa luminosa radiada puede ser de color verde si el elemento ha sido tratado con galio-fsforo, o roja si lo sido con galio-Arsenio. De hecho los galios son muy conocidos por la gran variedad de aplicaciones que se les ha encontrado en todo orden de aparatos electrnicos.

c) Diodo Zener:

El diodo Zener, tambin llamado diodo regulador de tensin, podemos definirlo como un elemento semiconductor de silicio que tiene la caracterstica de un diodo normal cuando trabaja en sentido directo, es decir, en sentido de paso; pero en sentido inverso, y para una corriente inversa superior a un determinado valor, presenta una tensin de valor constante. Este fenmeno de tensin constante en el sentido inverso convierte a los diodos de Zener en dispositivos excepcionalmente tiles para obtener una tensin relativamente invisible a las variaciones de la tensin de alimentacin, es decir, como dispositivos reguladores de tensin.

d) Diodo Tnel:

Este diodo presenta una cualidad curiosa que se pone de manifiesto rpidamente al observar su curva caracterstica, la cual se ve en el grfico.En lo que respecta a la corriente en sentido de bloqueo se comporta como un diodo corriente, pero en el sentido de paso ofrece unas variantes segn la tensin que se le somete. La intensidad de la corriente crece con rapidez al principio con muy poco valor de tensin hasta llegar a la cresta (C) desde donde, al recibir mayor tensin, se produce una prdida de intensidad hasta D que vuelve a elevarse cuando se sobrepasa toda esta zona del valor de la tensin.

* PRUEBA DE DIODOS CON MULTIMETROS

Como probar un diodo

Determinar si undiodoest en buen estado o no es muy importante en el trabajo de un tcnico en electrnica, pues esto le permitir poner a funcionar correctamente un circuito electrnico.Pero no slo son los tcnicos los que necesitan saberlo.En el caso del aficionado que est implementando uncircuitoo revisando un proyecto, es indispensable saber en qu estado se encuentran los componentes que utiliza.Hoy en da existenmultmetros (VOM)digitalesque permiten probar con mucha facilidad un diodo, pues ya vienen con esta opcin listos de fbrica.El mtodo de prueba que sepresentaaqu es el mtodo tpico de medicin de undiodocon unmultmetro analgico(el que tiene una aguja).Paraempezar, se coloca el selector para medirresistencias(ohmios / ohm), sin importar de momento la escala. Se realizan las dos pruebas siguientes:1 - Se colocael cablede color rojo en el nodo dediodo(el lado de diodo que no tiene la franja) yel cablede color negro en el ctodo (este lado tiene la franja).El propsito es que elmultmetro inyecte unacorriente continuaen el diodo(este esel procesoque se hace cuando se miden resistores).- Si la resistencia que se lee es baja indica que eldiodo, cuando est polarizado en directo, funciona bien y circula corriente a travs de l (como debe de ser).- Si esta resistencia es muy alta, puede ser una indicacin de que eldiodoest "abierto" y deba que ser reemplazado.2 - Se colocael cablede color rojo en el ctodo yel cablenegro en el nodo deldiodo.En este caso como enanteriorel propsito es hacer circularcorrientea travs deldiodo, pero ahora en sentido opuesto a la flecha de ste.- Si la resistencia leda es muy alta, esto nos indica que eldiodose comporta como se esperaba, pues un diodo polarizado en inverso casi no conduce corriente.- Si esta resistencia es muy bajapuede seruna indicacin de que eldiodoest en corto" y deba ser reemplazado.Nota:-El cablerojo debe ir conectado al terminal del mismo color en elmultmetro-El cablenegro debe ir conectado al terminal del mismo color en el multmetro (el comn / common

HOJA DE DATOS DEL DIODO 1N4001A

La mayor parte de la informacin que facilita el fabricante en las hojas de caractersticas es solamente til para los que disean circuitos, nosotros solamente estudiaremos aquella informacin de la hoja de caractersticas que describe parmetros que aparecen en este texto.Tensin inversa de rupturaEstudiaremos la hoja de caractersticas del diodo 1N4001, un diodo rectificador empleado en fuentes de alimentacin (circuitos que convierten una tensin alterna en una tensin continua).La serie de diodos del 1N4001 al 1N4007 son siete diodos que tienen las mismas caractersticas con polarizacin directa, pero en polarizacin inversa sus caractersticas son distintas.Primeramente analizaremos las "Limitaciones mximas" que son estas:

Estos tres valores especifican la ruptura en ciertas condiciones de funcionamiento. Lo importante es saber que la tensin de ruptura para el diodo es de 50 V, independientemente de cmo se use el diodo. Esta ruptura se produce por la avalancha y en el 1N4001 esta ruptura es normalmente destructiva.Corriente mxima con polarizacin directaUn dato interesante es la corriente media con polarizacin directa, que aparece as en la hoja de caractersticas:

Indica que el 1N4001 puede soportar hasta 1 A con polarizacin directa cuando se le emplea como rectificador. Esto es, 1 A es el nivel de corriente con polarizacin directa para el cual el diodo se quema debido a una disipacin excesiva de potencia. Un diseo fiable, con factor de seguridad 1, debe garantizar que la corriente con polarizacin directa sea menor de 0,5 A en cualquier condicin de funcionamiento.Los estudios de las averas de los dispositivos muestran que la vida de stos es tanto ms corta cuanta ms cerca trabajen de las limitaciones mximas. Por esta razn, algunos diseadores emplean factores de seguridad hasta de 10:1, para 1N4001 ser de 0,1 A o menos.Cada de tensin con polarizacin directaOtro dato importante es la cada de tensin con polarizacin directa:

Estos valores estn medidos en alterna, y por ello aparece la palabra instantneo en la especificacin. El 1N4001 tiene una cada de tensin tpica con polarizacin directa de 0,93 V cuando la corriente es de 1 A y la temperatura de la unin es de 25 C.Corriente inversa mximaEn esta tabla esta la corriente con polarizacin inversa a la tensin continua indicada (50 V para un 1N4001).

Esta corriente inversa incluye la corriente producida trmicamente y la corriente de fugas superficial. De esto deducimos que la temperatura puede ser importante a la hora del diseo, ya que un diseo basado en una corriente inversa de 0,05mA trabajar muy bien a 25 C con un 1N4001 tpico, pero puede fallar si tiene que funcionar en medios donde la temperatura de la unin alcance los 100 C.