Semiconductores 03, Union PN polarizada en directa, Diodo polarizado en directa

Introducción al Diodo y la Unión PN

Resumen de la sección: En esta sección, se introduce el concepto del diodo y la unión pn, que es el semiconductor más básico utilizado en la industria. Se explica cómo funciona el diodo y su relación no lineal entre voltaje y corriente.

El circuito lineal y no lineal

• Un circuito lineal tiene una relación directamente proporcional entre voltaje y corriente, representada por la ley de Ohm.

• Un diodo es un elemento de circuito no lineal con una relación no lineal entre voltaje y corriente.

Polarización directa e inversa

• La polarización directa implica conectar una placa negativa al lado n del material tipo n y una placa positiva al lado p del material tipo p.

• La polarización inversa implica conectar una placa positiva al lado n y una placa negativa al lado p.

Conducción en un diodo polarizado en directa

• Cuando se aplica un voltaje mayor a la barrera de potencial (0.7V para silicio), los electrones pueden fluir a través del diodo desde el lado n hacia el lado p.

• Los electrones encuentran huecos en el material tipo p, lo que les permite continuar su viaje hacia la placa positiva.

• Esto crea un flujo de electrones o corriente eléctrica a través del diodo.

Dirección convencional de la corriente

• La dirección convencional de la corriente se representa desde el polo positivo hacia el polo negativo de una fuente externa.

• Esta convención fue establecida antes de descubrir que los electrones son los que realmente se mueven en los conductores.

Conclusión

• Un diodo polarizado en directa conduce corriente eléctrica cuando el voltaje supera la barrera de potencial.

• La dirección del flujo de electrones es opuesta a la dirección convencional de la corriente.

• La conducción en un diodo está limitada por una resistencia externa.

Polarización inversa y conducción

Resumen de la sección: En esta sección, se explora qué sucede cuando un diodo está polarizado inversamente y cómo afecta a la conducción.

Conducción en un diodo polarizado inversa

• Cuando un diodo está polarizado inversamente, el voltaje aplicado es menor que la barrera de potencial.

• No hay flujo significativo de electrones a través del diodo.

• No hay conducción o corriente eléctrica en esta configuración.

Representación gráfica

• Se puede representar gráficamente la relación entre corriente y voltaje en un diodo.

• Mientras el voltaje no supere la barrera de potencial, no hay conducción y no hay corriente.

• Una vez que el voltaje supera la barrera de potencial, el diodo conduce y hay una corriente que crece abruptamente.

Polarización inversa como protección

• La polarización inversa se utiliza a menudo como medida de protección para evitar que fluya corriente a través del diodo en ciertas situaciones.

Conclusiones finales

Resumen de la sección: En esta última sección, se presentan las conclusiones finales sobre el funcionamiento del diodo y la unión pn.

Dirección de flujo de electrones vs. dirección convencional de la corriente

• La dirección de flujo de electrones es la forma más precisa de comprender el funcionamiento de los semiconductores.

• Sin embargo, cuando se utiliza el símbolo del diodo, se hace referencia a la dirección convencional de la corriente.

Comportamiento del diodo

• Un diodo polarizado en directa conduce corriente eléctrica cuando el voltaje supera la barrera de potencial.

• Un diodo polarizado inversamente no conduce corriente significativa.

Representación gráfica

• La relación entre corriente y voltaje en un diodo puede representarse gráficamente.

• Mientras el voltaje esté por debajo de la barrera de potencial, no hay conducción ni corriente.

• Una vez que se supera la barrera, el diodo conduce y hay una corriente que crece abruptamente.

Importancia de comprender la unión pn

• Es importante comprender cómo funciona la unión pn para entender mejor los semiconductores y su aplicación en circuitos electrónicos.