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Tipos de Diodos (Mayo 2012)Jorge A. Rojas B. Cd. 1090336 Jairo J. Silva. Cd. 1090272 ResumenSe muestran algunos de los diferentes tipos de diodos existentes, se explica cada tipo de diodo, se muestra sus curvas caractersticas, smbolo y se da una resea de las aplicaciones de los mismos con unas referencias comerciales de cada tipo de diodo.

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INTRODUCCIONEn el estudio y anlisis de circuitos elctricos y electrnicos es vital tener pleno conocimiento de los componentes de los mismos, en este tratado nos enfocaremos en el estudio de los diferentes tipos de diodos, su smbolo, comportamiento caracterstico y aplicaciones ms conocidas. Esta informacin es vital para no cometer errores a la hora de elegir qu tipo de diodo debemos usar en nuestras aplicaciones

TIPOS DE DIODOSDiodo Schottky (SBD)Es un diodo de propsito especfico, de conmutacin rpida, se forma al enlazar un metal, como aluminio o platino, a silicio de tipo contaminado moderadamente. Se utiliza a menudo en circuitos integrados para aplicaciones de conmutacin de alta velocidad. Tiene una caracterstica de tensin contra corriente similar a la del diodo del diodo de unin de silicio, excepto que porque la tensin en directo, en vez de 0.7v.A veces se denomina DIODO DE BARRERA, ya que forma una barrera a travs de la unin debido al movimiento de electrones del semiconductor a la interfaz metlica.Fig. 1. Smbolo diodo Schottky.En el diodo SBD, el material metlico en el contacto 1 y la regin poco contaminada forman una unin rectificadora, mientras que la regin muy contaminada y el contacto 2 forman un contacto hmico.

Fig. 2. Conduccion diodo Schottky.

En la figura 3 podemos observar que el diodo Schottky tiene un voltaje de activacin ms pequeo que el de silicio y a su vez un voltaje inverso ms pequeo tambin.

Fig. 3. Curva caracteristica diodo Schottky.

Algunas aplicaciones de los Diodos Schottky son: En fuentes de baja tensin en la cuales las cadas en los rectificadores son significativas. Circuitos de alta velocidad para computadoras donde se necesiten grandes velocidades de conmutacin y mediante su poca cada de voltaje en directo permite poco gasto de energa. Variadores de alta gama para que la corriente que vuelve desde el motor al variador no pase por el transistor del freno y este no pierda sus facultades. El diodo Schottky se emplea en varios circuitos integrados de lgica TTL.Algunas referencias comerciales son: DIODO SCHOTTKY 1 A 40V DO-41 Referencia: 1N5819 DIODO SCHOTTKY 3A 40V DO-201AD Referencia: 1N5822 DIODO SCHOTTKY 30V 0.2Referencia: BAT85 10 D.SHOTKY SMD 30V 1A P.MELFReferencia: BTMBYV10-30 DIODO SCHOTTKY 10A 40V TO220ACReferencia: MBR1045 D.SCHOTTKY 16A 45V TO220ACReferencia: MBR1645 D.SCHOTTKY 2X20A 45V TO-220ABReferencia: MBR2045CT DIODO SCHOTTKY 5A 60V DO201ADReferencia: SB560

Diodo Varactor (Varicap)Tambin llamado condensador controlado por tensin, epicap y diodo de sintona, se usa mucho en receptores de televisin, receptores de FM y otros circuitos de comunicaciones porque se puede emplear para sintonizacin electrnica.

Fig. 4. Idea bsica

En la figura 4. La zona de deplexin se halla entre la zona y la zona son como las placas de un condensador, y la zona de deplexin es como dielctrico. Cuando un diodo se polariza en inversa. Como la zona de deplexin se ensancha cuando la tensin inversa aumenta, la capacidad disminuye, como si las placas del condensador se separasen. El resultado es que la capacidad est controlada por la tensin

Fig. 5. Smbolo Diodo Varicap

Fig 6. Circuito equivalente

En la figura 6. se muestra el circuito equivalente de un diodo Varicap, en otras palabras el diodo Varicap funciona como una capacitancia variable en lo que respecta a una seal alterna. La inclusin de un condensador en serie con el diodo es un recordatorio que el Varicap es un dispositivo que ha sido optimizado para sus propiedades de capacidad variable.

Fig. 7. Curva Caracterstica.

La Figura 7 muestra como varia la capacidad con la tensin inversa. A mayor tensin inversa, menor es la capacitancia del diodo.Algunas aplicaciones de este tipo de diodo son: La aplicacin de estos diodos se encuentra, sobre todo, en la sintona de TV, modulacin de frecuencia en transmisiones de FM y radio y en los osciladores controlados por voltaje (oscilador controlado por tensin). En tecnologa de microondas se pueden utilizar como limitadores: al aumentar la tensin en el diodo, su capacidad vara, modificando la impedancia que presenta y desadaptando el circuito, de modo que refleja la potencia.Unas referencias comerciales de este tipo de diodo son: BB804 Diodo variable de la capacidad del sicilicio. BB809 Diodo variable de la capacidad del VHF. BB811 Diodo variable de la capacitancia del silicio (gama de frecuencia hasta 2 gigahertz; diseo especial para el uso en unidades de interior TV-sentadas). BB814 Diodo Dual De Varicap, para sintonizadores de FM. BB824 Diodo dual de Varicap. BB831 Varactordiodes - diodo variable de la capacitancia del silicio con la gama de frecuencia hasta 2GHz. BB833 Varactordiodes - diodo que templa del silicio con la gama de frecuencia extendida hasta 2.5GHz. BB835 Diodo que templa del silicio (gama de frecuencia extendida hasta 2,8 gigahertz; diseo especial para el uso en unidades de interior TV-sentadas) BB37 Varactordiodes - diodo que templa del silicio con la gama de frecuencia extendida hasta 2.8GHz. BB844 Varactordiodes - Diodo Del Sintonizador de FM. BB857 Varactordiodes - diodo que templa del silicio para las unidades que templan SENTADAS. BB901- BB911 Diodo variable de la capacitancia del VHF. ( BB914 Varactordiodes - diodo variable de la capacitancia del silicio para los sintonizadores de FM.

Diodo tnel (diodo esaki)Tambin se conocen como diodos Esaki, en honor del hombre que descubri que una fuerte contaminacin con impurezas poda causar un efecto de tunelizacin de los portadores de carga a lo largo de la zona de agotamiento en la unin. Una caracterstica importante del diodo tnel es su resistencia negativa en un determinado intervalo de voltajes de polarizacin directa. Cuando la resistencia es negativa, la corriente disminuye al aumentar el voltaje. En consecuencia, el diodo tnel puede funcionar como amplificador, como oscilador o como biestable. Esencialmente, este diodo es un dispositivo de baja potencia para aplicaciones que involucran microondas y que estn relativamente libres de los efectos de la radiacin.

Fig. 8. Smbolo diodo tnel.

Esta ms contaminado que el diodo Zener, provocando que la zona desrtica sea ms pequea. Esto aumenta la velocidad de operacin, por lo que el diodo tnel es til en aplicaciones de alta velocidad. Conforme aumenta la polarizacin directa, la corriente aumenta con mucha rapidez hasta que se produce la ruptura. Entonces la corriente cae rpidamente. (Ver figura 9.)

Fig. 9. Curva caracterstica diodo tnel.

Este tipo de diodo no se puede utilizar como rectificador debido a que tiene una corriente de fuga muy grande cuando estn polarizados en reversa.As estos diodos slo encuentran aplicaciones reducidas como en circuitos osciladores de alta frecuencia.Unas referencias comerciales de este tipo de diodo son: SMDZ241 SMDZ3.31 SMDZ331

Diodo zener.El diodo Zener, que recibe este nombre por su inventor, el Dr. Clarence Melvin Zener, es un diodo de silicio que se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas. Llamados a veces diodos de avalancha o de ruptura, el diodo zener es la parte esencial de los reguladores de tensin casi constantes con independencia de que se presenten grandes variaciones de la tensin de red, de la resistencia de carga y temperatura.

Fig. 10. a) Smbolo diodo zener b) Curva caracterstica.

Analizando la curva del diodo zener se ve que conforme se va aumentando negativamente el voltaje aplicado al diodo, la corriente que pasa por el aumenta muy poco. Pero una vez que se llega a un determinado voltaje, llamada voltaje o tensin de Zener (Vz), el aumento del voltaje (siempre negativamente) es muy pequeo, pudiendo considerarse constante. Para este voltaje, la corriente que atraviesa el diodo zener, puede variar en un gran rango de valores. A esta regin se le llama la zona operativa.Su principal aplicacin es como regulador de tensin; es decir, como circuito que mantiene la tensin de salida casi constante, independientemente de las variaciones que se presenten en la lnea de entrada o del consumo de corriente de las cargas conectadas en la salida del circuito.Algunas referencias comerciales del diodo tipo zener son: TL431TZener ajustable de 3 a 36Vlts. TL431CLP TO-92 TL431DZener ajustable de 3 a 36Vlts. TL431CP DIP-8 DZ241 SMD 24V 1W DZ3.31 SMD 3.3 V 1W DZ331 SMD 33 V 1W DZ391 SMD 39 V 1W

Diodo de potenciaSon diseados para especficamente para manejar las demandas de alta potencia y alta temperatura de ciertas aplicaciones. El uso ms frecuente de los diodos de potencia se presenta en aplicaciones de rectificadores. La mayora de los diodos de potencia se construyen mediante silicio debido a sus niveles de corriente, temperatura y PIV ms altos. Las altas demandas de corriente requieren que el rea de unin sea ms grande, para asegurar que exista una baja resistencia directa del diodo. Si las resistencia directa en el diodo fuese muy altas las perdidas por serian muy altas la capacidad de la corriente de los diodos de potencia puede incrementarse mediante la colocacin de dos o ms diodos en paralelo, y el valor PIV puede incrementar al agruparse los diodos en serie.

Fig. 11. Curva caracterstica.

En la figura 10 podemos ver la curva caracterstica del diodo de potencia, donde VRPM es la tensin inversa mxima; VD: tensin de codo.A continuacin vamos a ir viendo las caractersticas ms importantes del diodo, las cuales podemos agrupar de la siguiente forma: Caractersticas estticas: Parmetros en bloqueo (polarizacin inversa). Parmetros en conduccin. Modelo esttico. Caractersticas dinmicas: Tiempo de recuperacin inverso (trr). Influencia del trren la conmutacin. Tiempo de recuperacin directo. Potencias: Potencia mxima disipable. Potencia media disipada. Potencia inversa de pico repetitivo. Potencia inversa de pico no repetitivo. Caractersticas trmicas. Proteccin contra sobre-intensidades.

Fig. 12. Smbolo diodo de potencia.

Las aplicaciones de los diodos de potencia dependen del tipo de diodo que se trabaja. Diodos rectificadores de baja potencia Rectificadores de red. Conmutacin de alta frecuencia(