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técnica de cinco diodos diferentes. Elabora una presentación en power point donde muestres la característica de cada diodo.

Algunas páginas que puedes visitar:

http://www.circuitosimpresos.org/2008/06/02/diodos/http://www.microelectronicash.com/

http://www.ifent.org/lecciones/zener/default.asphttp://www.neoteo.com/midiendo-diodos-y-transistores-15335

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Universidad Privada Telesup

Tipos de Diodos

Alumno : Miguel Angel Castillo Flores

Ciclo : IV

Curso : Física Electrónica

Profesor : Condori Zamora Kelly

• Diodo avalancha

Un diodo avalancha, es un diodo semiconductor diseñadoespecialmente para trabajar en tensión inversa. En estos diodos, pocodopados, cuando la tensión en polarización inversa alcanza el valor dela tensión de ruptura, los electrones que han saltado a la banda deconducción por efecto de la temperatura se aceleran debido al campoeléctrico incrementando su energía cinética, de forma que alcolisionar con electrones de valencia los liberan; éstos a su vez, seaceleran y colisionan con otros electrones de valencia liberándolostambién, produciéndose una avalancha de electrones cuyo efecto esincrementar la corriente conducida por el diodo sin apenasincremento de la tensión.

• La aplicación típica de estos diodos es la protección de circuitos electrónicoscontra sobretensiones. El diodo se conecta en inversa a tierra, de modo quemientras la tensión se mantenga por debajo de la tensión de ruptura sólo seráatravesado por la corriente inversa de saturación, muy pequeña, por lo que lainterferencia con el resto del circuito será mínima; a efectos prácticos, es comosi el diodo no existiera. Al incrementarse la tensión del circuito por encima delvalor de ruptura, el diodo comienza a conducir desviando el exceso de corrientea tierra evitando daños en los componentes del circuito. También son usadoscomo fuentes de ruido en los analizadores de antena y como generadores deruido blanco.

• Eléctricamente son similares a los diodos Zener, pero funciona bajo otrofenómeno, el efecto avalancha. Esto sucede cuando el campo eléctrico inversoque atraviesa la unión p-n produce una onda de ionización, similar a unaavalancha, produciendo una corriente. Los diodos avalancha están diseñadospara operar en un voltaje inverso definido sin que se destruya. La diferenciaentre el diodo avalancha (el cual tiene un voltaje de reversa deaproximadamente 6.2V) y el diodo zener es que el ancho del canal del primeroexcede la "libre asociación" de los electrones, por lo que se producen colisionesentre ellos en el camino. La única diferencia práctica es que los dos tienencoeficientes de temperatura de polaridades opuestas.

A continuación algunos datos del diodoZener:

Los diodos Zener tienen un voltaje deavalancha menor a 100v y se puedentrabajar haciéndolos conducir en esacondición hasta cierto valor límite decorriente. Un diodo se puede asimilar auna válvula de flujo unidireccional(flapper o cheque), con una diferencia depresión positiva se abre y deja pasarflujo, con una diferencia de presiónnegativa se cierra y el flujo es cero.

La gráfica muestra la variación dela corriente en función del voltajeaplicado al diodo indicando elcomportamiento tanto enpolarización directa como eninversa.

Caracterización del Zener

• 1. Tensión Zener Vz.

• 2. Rango de tolerancia de Vz. (Tolerancia: C: ±5%)

• 3. Máxima corriente Zener en polarización inversaIz.

• 4. Máxima potencia disipada.

• 5. Máxima temperatura de operación del zener.

•

• Su principal aplicación es como regulador detensión; es decir, como circuito que mantiene latensión de salida casi constante,independientemente de las variaciones que sepresenten en la línea de entrada o del consumode corriente de las cargas conectadas en la salidadel circuito.

El símbolo del diodo zener es:

Diodo túnel• El Diodo túnel es un diodo semiconductor

que tiene una unión pn, en la cual seproduce el efecto túnel que da origen a unaconductancia diferencial negativa en uncierto intervalo de la característica corriente-tensión.

• Poseen una región de junturaextremadamente delgada que permite a losportadores cruzar con muy bajos voltajes depolarización directa y tienen una resistencianegativa, esto es, la corriente disminuye amedida que aumenta el voltaje aplicado

En la figura podemos observar la curva característica del diodo túnel, en la cual nos podemos dar cuenta de suscualidades. En lo que respecta a la corriente en sentido inverso se comporta como un diodo corriente, pero en elsentido directo ofrece unas

variantes según la tensión que se le somete. La intensidad de la corriente crece con rapidez al principio con muypoco valor de tensión hasta llegar a la cresta C desde donde, al recibir mayor tensión, se produce una pérdida deintensidad hasta D que vuelve a elevarse cuando se sobrepasa toda esta zona del valor de la tensión.En consecuencia, el diodo túnel puede funcionar como amplificador, como oscilador o como biestable. Debido a laalta concentración de carga, los diodos túnel son muy rápidos, pueden usarse en temperaturas muy bajas, campos

magnéticos de gran magnitud y en entornos con radiación alta. Por estas propiedades, suelen usarse en viajesespaciales

El símbolo de este diodo es el siguiente:

Diodo Guun• El diodo Gunn está basado en el descubrimiento de que materiales semiconductores

como el Arseniuro de Galio al ser excitados con una tensión continua, generafrecuencias en el espectro de las microondas, todo esto con la particularidad de nousar contacto óhmicos. Este tipo de diodo es similar al diodo tunnel ya que tambiénentra en los semiconductores osciladores de “resistencia negativa”.

• Se trata de un generador de microondas (no un rectificador), formado por unsemiconductor de dos terminales que utiliza el llamado efecto Gunn. Cuando se aplicaentre ánodo y cátodo una tensión continua (mayor a 3.3 V/cm), de modo que el ánodosea positivo con respecto al cátodo, la corriente que circula por el diodo es continua,pero con unos impulsos superpuestos de hiperfrecuencia que pueden ser utilizadospara inducir oscilaciones en una cavidad resonante (con la cual alcanza oscilaciones demuy alta frecuencia en el rango comprendido entre los 5 y 140GHz).

• En la curva característica de la imagen podemos observar que El diodo Gunn adiferencia del diodo túnel, mantiene un ciclo gracias a la continuidad de los impulsosde hiperfrecuencia del material y la cavidad resonante que produce las oscilaciones.

A continuación el símbolo y estructura de un diodo gunn.

Diodo Laser

• El diodo láser es un dispositivo semiconductorsimilar a los diodos LED pero que bajo lascondiciones adecuadas emite luz láser. La palabraLASER proviene de las siglas en inglés: LightAmplification by Stimulated Emission of Radiationque significa: Amplificación de luz por Emisiónestimulada de radiación.

• Lo anterior se refiere a un extraño procesocuántico, donde la luz característica emitida porelectrones cuando pasan de un estado de altaenergía a un estado de menor energía, estimulana otros electrones para crear "saltos" similares. Elresultado es una luz sincronizada que sale delmaterial.Otra característica importante es que laluz emitida no sólo tiene la misma frecuencia(color), sino también la misma fase (también estásincronizada). Este es el motivo por el cual luzláser se mantiene enfocado aún a grandesdistancias.

• Básicamente este diodo se encuentra construido poruna unión pn de dos capas de arsénico de galo dopado.La longitud de la unión pn guarda una relación precisacon la longitud de onda de la luz a emitir. En un extremode la unión existe una superficie altamente reflectora.Las puntas externas son las conexiones al ánodo y alcátodo.

• Los Diodos láser, emiten luz por el principio de emisiónestimulada, la cual surge cuando un fotón induce a unelectrón que se encuentra en un estado excitado a pasaral estado de reposo, este proceso está acompañado conla emisión de un fotón, con la misma frecuencia y fasedel fotón estimulante. Para que el numero de fotonesestimulados sea mayor que el de los emitidos de formaespontánea, para que se compensen las perdidas, y paraque se incremente la pureza espectral, es necesario porun lado tener una fuerte inversión de portadores, la quese logra con una polarización directa de la unión, y porel otro una cavidad resonante, la cual posibilita teneruna trayectoria de retroalimentación positiva facilitandoque se emitan mas fotones de forma estimulada y seseleccione ciertas longitudes de onda haciendo másangosto al espectro emitido.

• Los diodos LASER tienen una gran cantidad deaplicaciones, por ejemplo para la lectura y escritura dediscos ópticos, donde sólo un rayo de luz muy angostopuede ver un área

• microscópica en la superficie de un disco. Otrasaplicaciones son: Comunicaciones de datos por fibraóptica, Interconexiones ópticas entre circuitosintegrados, Impresoras láser, Escáneres odigitalizadores, Punteros láser, Sensores, Armas láserentre muchos otros.

• En la actualidad se han descubierto muchas formas deaplicar estos diodos laser en nuevas tecnologías, aquíalgunos ejemplos:

• En el siglo XXI, científicos de la Universidad de St.Andrews crean un láser que puede manipular objetosmuy pequeños. Al mismo tiempo, científicos japonesescrean objetos del tamaño de un glóbulo rojo utilizandoel láser. En 2002, científicos australianos"teletransportan" con éxito un haz de luz láser de unlugar a otro. Dos años después el escáner láser permiteal Museo Británico efectuar exhibiciones virtuales. En2006, científicos de la compañía Intel descubren laforma de trabajar con un chip láser hecho con silicioabriendo las puertas para el desarrollo de redes decomunicaciones mucho más rápidas y eficientes.

• En esta figura se muestra unejemplo de la potencia emitidapor un diodo láser en funciónde la corriente aplicada. Elumbral de corriente vienedeterminado por la intersecciónde la tangente de la curva con eleje X que indica la corriente.Cuando el umbral de corrientees bajo, se disipa menos energíaen forma de calor, con lo que laeficiencia del láser aumenta

Aquí se muestra el símbolo del diodo laser:

Foto Diodo

• Un fotodiodo es un semiconductor construido conuna unión PN, sensible a la incidencia de la luzvisible o infrarroja. Este diodo se parece mucho aun diodo semiconductor común, pero tiene unacaracterística que lo hace muy especial: es undispositivo que conduce una cantidad de corrienteeléctrica proporcional a la cantidad de luz que loincide (lo ilumina).

• Un fotodiodo es una unión PN o estructura P-I-N.Cuando una luz de suficiente energía llega al diodo,excita un electrón dándole movimiento y crea un huecocon carga positiva. Si la absorción ocurre en la zona deagotamiento de la unión, o a una distancia de difusiónde él, estos portadores son retirados de la unión por elcampo de la zona de agotamiento, produciendo unafotocorriente.

• Los diodos tienen un sentido normal de circulación decorriente, que se llama polarización directa. En esesentido el diodo deja pasar la corriente eléctrica yprácticamente no lo permite en el inverso. En elfotodiodo la corriente (que varía con los cambios de laluz) es la que circula en sentido inverso al permitido porla juntura del diodo. Es decir, para su funcionamiento elfotodiodo es polarizado de manera inversa. Se produciráun aumento de la circulación de corriente cuando eldiodo es excitado por la luz.

• Los diodos tienen un sentido normal de circulación de corriente, que se llama polarizacióndirecta. En ese sentido el diodo deja pasar la corriente eléctrica y prácticamente no lo permiteen el inverso. En el fotodiodo la corriente (que varía con los cambios de la luz) es la que circulaen sentido inverso al permitido por la juntura del diodo. Es decir, para su funcionamiento elfotodiodo es polarizado de manera inversa. Se producirá un aumento de la circulación decorriente cuando el diodo es excitado por la luz.

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• El material empleado en la composición de un fotodiodo es un factor crítico para definir suspropiedades. Suelen estar compuestos de silicio, sensible a la luz visible (longitud de onda dehasta 1µm); germanio para luz infrarroja (longitud de onda hasta aprox. 1,8 µm ); o de cualquierotro material semiconductor.

• También es posible la fabricación de fotodiodos para su uso en el campo de los infrarrojosmedios (longitud de onda entre 5 y 20 µm), pero estos requieren refrigeración por nitrógenolíquido.

• La investigación a nivel mundial en este campo se centra (en torno a 2005) especialmente en eldesarrollo de células solares económicas, miniaturización y mejora de los sensores CCD y CMOS,así como de fotodiodos más rápidos y sensibles para su uso en telecomunicaciones con fibraóptica.

• Desde 2005 existen también semiconductores orgánicos. La empresa NANOIDENT Technologiesfue la primera en el mundo en desarrollar un fotodetector orgánico, basado en fotodiodosorgánicos.

• Se comercializan fotodiodos conamplificadores, compensación detemperatura y estabilización en algunoschips.

• Los fotodiodos se emplean no solo encomunicaciones ópticas y fotómetros,sino también para control de iluminacióny brillo, control remoto por infrarrojos,monitorización de llamas de gas y depetróleo (radiación ultravioleta centradaen la banda de 310 nm), enfoqueautomático y control de exposición encámaras. Combinados con una fuente deluz, se emplean en codificadores deposición, medidas de distancia, espesor,transparencia y posición, comodetectores de proximidad y depresencia. Los sensores de color seemplean para inspección y control decalidad. Las agrupaciones de sensores seaplican al reconocimiento de formas,manipulación de papeles (fotocopias),lectoras de tarjetas codificadas, etc.

El símbolo del fotodiodo es:

Diodo Pin

• Se llama diodo PIN a una estructura de trescapas, siendo la intermedia unsemiconductor intrínseco, y las externas, unade tipo P y la otra tipo N (estructura P-I-Nque da nombre al diodo).

• Al estar polarizado en inversa, el diodo PIN actúa concapacitancia constante. Con polarización en directa funcionacomo una resistencia variable. La resistencia directa de la regiónintrínseca decrece al crecer la corriente.

• Cuando se aplica una polarización inversa al diodo los electronesy los huecos del material p son barridos. Un posterior aumentode la tensión inversa simplemente incrementa las distribucionesde tensiones P-I e I-N. Una variación típica de la capacidadpodría ser desde 0,15 hasta 0,14 pF en una variación de lapolarización inversa. Los valores normales de CR varían desde0,1 pF hasta 4 pF en los diodos PIN, comercialmente asequibles.

• Cuando el diodo está polarizado en sentido directo, los huecosdel material P se difunden en la región p, creando una capa P debaja resistividad. La corriente es debida al flujo de los electronesy de los huecos cuyas concentraciones son aproximadamenteiguales en la región i. En la condición de polarización directa lacaída de tensión en la región i es muy pequeña. En consecuenciael diodo PIN es un dispositivo con su resistencia o conductanciamodulada.

En la siguiente imagen se muestran las variaciones de diferentes parámetros del diodo PIN dentro de sus secciones

En la figura a) se muestra la variación de la carga espacial (px), en la figura b) se muestra lavariación del campo eléctrico (Ex) y en la figura c) se muestra la variación del potencial (Vx).Todos estos a lo largo de un diodo p-i-n en equilibrio, es decir, sin tensión aplicada.

En virtud de las características del diodo PIN se le puede utilizar como interruptor o como moduladorde amplitud en frecuencias de microondas ya que para todos los propósitos se le puede presentarcomo un cortocircuito en sentido directo y como un circuito abierto en sentido inverso. También se le

puede utilizar para conmutar corrientes muy intensas y/o tensiones muy grandes.

• El símbolo de este diodo es:

Diodo Schottky• El diodo Schottky o diodo de barrera Schottky, llamado así en

honor del físico alemán Walter H. Schottky, es un dispositivosemiconductor que proporciona conmutaciones muy rápidasentre los estados de conducción directa e inversa (menos de 1nsen dispositivos

• pequeños de 5 mm de diámetro) y muy bajas tensiones umbral(también conocidas como tensiones de codo).Operan a muyaltas velocidades y se utilizan en fuentes de potencia, circuitosde alta frecuencia y sistemas digitales. Reciben también elnombre de diodos de recuperación rápida (Fast recovery) o deportadores calientes.

• Un diodo Schottky, se forma colocando una película metálica encontacto directo con un semiconductor. El metal se depositageneralmente en un tipo de material N, debido a la movilidadmás grande de los portadores en este tipo de material. La partemetálica será el ánodo y el semiconductor, el cátodo.

• En una deposición de aluminio Al (3 electrones en la capa devalencia), los electrones del semiconductor tipo N migran hacíael metal, creando una región de transición en la ensambladura.

• La Región N tiene un dopaje relativamente alto, a fin de reducirla pérdida de conducción, por esto, la tensión máximasoportable para este tipo de diodo está alrededor de los 100V.

• En la figura se muestra la construcción física y el símbolo de un diodo schottky.

Los diodos Schottky se emplean ampliamente enla protección de las descargas de las celdassolares en instalaciones provistas de baterías deplomo-ácido, así como en mezcladores defrecuencias entre 10 MHz y 1000 GHz instaladosen equipos de telecomunicaciones.

A continuación se muestra la curva característica del diodo en comparación de los diodos de operación común:

• En conclusión nos podemos dar cuenta que eldiodo Schottky tiene un segmento muy especialdentro de la electrónica y sus aplicaciones y esespecíficamente el de trabajar a altas frecuenciasde hasta 300MHz, eliminando picos de corriente yen conmutación altísima, con bajos niveles detensión, umbral bajo y, debido a su construcción,tiempos de respuesta mucho más rápidos.

Bibliografia• Diodo avalancha:

• http://www.unicrom.com/Tut_diodozener_.asp

• http://www.uv.es/candid/docencia/ed_prac04.pdf

• http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_Zener

• http://ladelec.com/teoria/informacion-tecnica/320-el-diodo-zener

• http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_avalancha

• http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo

• Diodo túnel

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• http://www.monografias.com/trabajos65/tipos-diodos/tipos-diodos.shtml

• http://www.monografias.com/trabajos-pdf/diodos-aplicaciones/diodos-aplicaciones.pdf

• http://html.rincondelvago.com/diodos_2.html

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• http://electronics100diodos.blogspot.com/2009/02/diodos-de-aplicacion-especial.html

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• Diodo laser

• http://www.seeic.org/articulo/laser/las-diodo.htm

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• http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Diodo-Laser.php

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• http://www.info-ab.uclm.es/labelec/solar/otros/infrarrojos/fotodetectores.htm

• Diodo PIN

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• http://www.mitecnologico.com/Main/DiodoPin

• http://www.electronicafacil.net/tutoriales/tipos-de-diodos.php

• http://www.lu1dma.com.ar/grupooeste/semiconductores.htm#diodo%20pin

• Diodo schottky

• http://www.monografias.com/trabajos-pdf2/diodo-schottky-barrera/diodo-schottky-barrera.pdf

• http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_Schottky

• http://www.asifunciona.com/fisica/ke_diodo/ke_diodo_6.htm