Instituto Tecnológico de Lerma.

Ingeniería Mecatrónica.

Curso de Verano.

Electrónica Analógica.

Tipos de diodos, sus parámetros y características eléctricas de

los diodos de propósito general.

Docente: Ing. Carlos Oreza Sanz.

Alumno: José Jesús Góngora Ramírez.

21 de julio del 2020.

Tipos de diodos, sus parámetros y características eléctricas
de los diodos de propósito general.
Los diodos son componentes electrónicos que funcionan como una válvula
unidireccional, lo que significa que permiten que la corriente fluya en una
dirección. Estos diodos son fabricados de distintos materiales semiconductores
como el germanio, silicio y selenio. La operación del diodo se puede clasificar de
dos maneras, si permite el paso de la corriente, entonces el sentido es el
correcto, de lo contrario no permite el paso de la corriente y por tanto esta en
sentido inverso.

DIODO DE SEÑAL PEQUEÑA

Es un dispositivo pequeño con características desproporcionadas y cuyas
aplicaciones se utilizan principalmente en dispositivos de alta frecuencia y
corrientes muy bajas, como radios y televisores, etc. Para proteger el diodo de
la contaminación, está envuelto con un vidrio por lo que también se denomina
Diodo de vidrio y se usa ampliamente un ejemplo es el famoso 1N4148.
La apariencia del diodo de señal es muy pequeña en comparación con el diodo
de potencia. Para indicar el terminal del cátodo, un borde está marcado con un
color negro o rojo. Para las aplicaciones a altas frecuencias, el rendimiento del
diodo de señal pequeño es muy efectivo.
Con respecto a las frecuencias funcionales del diodo de señal, la capacidad de
carga de la corriente y la potencia son muy bajas, las máximas son 150mA y
500mW respectivamente.
El diodo de señal de silicio tiene una caída de voltaje alta en el acoplamiento de
aproximadamente 0.6 a 0.7 voltios, por lo tanto, tiene una resistencia muy alta
pero baja resistencia cuando esta polizado. Por otro lado, el diodo de señal de
germanio tiene baja resistencia debido a una baja caída de voltaje de casi 0,2 a
0,3 voltios y una alta resistencia cuando esta polarizado. Debido a la pequeña
señal, el punto funcional no se interrumpe en un pequeño diodo de señal.

DIODO DE SEÑAL GRANDE

Estos diodos tienen una capa de unión PN grande. Por lo tanto, la transformación
de los voltajes de CA a CC no tiene límites. Esto también aumenta la capacidad
de avance actual y el voltaje de bloqueo inverso. Estas señales grandes
interrumpirán el punto funcional también. Debido a esto, no es adecuado para
aplicaciones de alta frecuencia.
Las principales aplicaciones de estos diodos se encuentran en dispositivos de
carga de batería como los inversores. En estos diodos, el rango de resistencia
directa está en ohmios y la resistencia de bloqueo en reversa está en
megaohmios. Dado que tiene un alto rendimiento de corriente y voltaje, estos
pueden usarse en dispositivos eléctricos que se utilizan para suprimir voltajes de
pico altos.

DIODO ZENER
Es un elemento pasivo que funciona bajo el principio de degradación Zener.
Primero producido por Clarence Zener en 1934. Es similar al diodo normal en la
dirección de polarización, también permite la corriente en sentido inverso cuando
el voltaje aplicado alcanza la tensión de ruptura. Está diseñado para evitar que
los otros dispositivos semiconductores tengan impulsos de voltaje
momentáneos. Actúa como regulador de voltaje.
Los diodos Zener se pueden polarizar directamente y comportarse como un
diodo norma en donde su voltaje permanece cerca de 0.6 a 0.7 V.

DIODO EMISOR DE LUZ (LED)

Estos diodos convierten la energía eléctrica en energía luminosa. La primera
producción comenzó en 1968. Se somete a un proceso de electroluminiscencia
en el que los agujeros y los electrones se recombinan para producir energía en
forma de luz en condiciones de polarización directa.
DIODOS DE CORRIENTE CONSTANTE
También se conoce como diodo de regulación de corriente o diodo de corriente
constante o diodo limitador de corriente o transistor conectado a diodo. La
función del diodo es regular el voltaje a una corriente particular.
Su trabajo es como un limitador de corriente de dos terminales. En este el JFET
actúa como limitador de corriente para lograr alta impedancia de salida. El
símbolo del diodo de corriente constante se muestra a continuación.

DIODO SCHOTTKY
La unión en este diodo se forma poniendo en contacto el material semiconductor
con el metal. Debido a esto, la caída de voltaje directa se reduce al mínimo. El
material semiconductor es un silicio de tipo N que actúa como un ánodo y el
metal actúa como un cátodo cuyos materiales son cromo, platino, tungsteno, etc.
A causa de la unión metálica, estos diodos tienen una alta capacidad de
conducción de corriente, el tiempo de conmutación se reduce. Por lo tanto, los
diodos Schottky tiene un mayor uso en aplicaciones de conmutación. Debido
principalmente a la unión metal-semiconductor, la caída de tensión es baja, lo
que a su vez aumenta el rendimiento del diodo y reduce la pérdida de potencia.
Por lo tanto, estos se utilizan en aplicaciones de rectificador de alta frecuencia.

DIODO SHOCKLEY
Fue la invención del primer semiconductor que tiene cuatro capas. También se
llama como diodo PNPN. Es igual a un tiristor sin un terminal de puerta lo que
significa que el terminal de puerta está desconectado. Como no hay entradas de
activación, la única forma en que el diodo puede conducir es proporcionando
voltaje directo.
El diodo schockley se caracteriza por tener dos estados estables:
▪ Bloqueo o alta impedancia.
▪ Conducción o baja impedancia.
APLICACIONES DE DIODOS SHOCKLEY
▪ Interruptores de activación para SCR.
▪ Actúa como oscilador de relajación.

DIODOS DE RECUPERACIÓN DE PASO

También se llama diodo de desconexión o diodo de almacenamiento de carga.
Estos son los tipos especiales de diodos que almacenan la carga del pulso
positivo y los usan en el pulso negativo de las señales sinusoidales. El tiempo de
subida del impulso actual es igual al tiempo de ajuste. Debido a este fenómeno,
tiene pulsos de recuperación de velocidad.
Las aplicaciones de estos diodos están en multiplicadores de orden superior y
en circuitos de conformación de impulsos. La frecuencia de corte de estos diodos
es muy alta y están casi en el orden de Gigahercios.

DIODO TUNEL
Se usa como interruptor de alta velocidad, del orden de los nano-segundos.
Debido al efecto túnel tiene una operación muy rápida en la región de frecuencia
de las microondas. Es un dispositivo de dos terminales en el que la concentración
de dopantes es demasiado alta.
La respuesta transitoria está siendo limitada por la capacitancia de unión más la
capacitancia de cableado parásito. Mayormente utilizado en osciladores y
amplificadores de microondas. Actúa como el dispositivo de conductancia más
negativo. Los diodos de túnel se pueden sintonizar mecánicamente y
eléctricamente.
APLICACIONES DE DIODOS DE TÚNEL
▪ Circuitos oscilatorios.
▪ Circuitos de microondas.
▪ Resistentes a la radiación nuclear.

DIODO VARACTOR
Estos también se conocen como diodos Varicap. Actúa como condensador
variable por voltaje. Las operaciones se realizan principalmente en el estado de
polarización inversa solamente. Estos diodos son muy famosos debido a su
capacidad de cambiar los rangos de capacitancia dentro del circuito en presencia
de flujo de voltaje constante. En el diodo varactor cambiando la tensión de
polarización inversa podemos disminuir o aumentar la capa de agotamiento.

APLICACIONES DE DIODOS DE VARACTOR

▪ Condensadores de voltaje controlado.
▪ Osciladores controlados por voltaje.
▪ Amplificadores paramétricos.
▪ Multiplicadores de frecuencia.
▪ Transmisores de FM y bucles de fase en radio, televisión y teléfono
celular.

DIODO LÁSER
Similar al LED en el que la región activa está formada por la unión p-n. El diodo
láser eléctricamente es un diodo p-i-n en el cual la región activa está en región
intrínseca. Utilizado en comunicaciones de fibra óptica, lectores de códigos de
barras, punteros láser, lectura y grabación de CD/DVD/Blu-ray, impresión láser.
TIPOS DE DIODOS LÁSER:
➢ Laser de heteroestructura doble: Electrones y agujeros libres disponibles
simultáneamente en la región.
➢ Láseres de pozo de Quantum: los láseres que tienen más de un pozo
cuántico se llaman láseres de pozo multi cuántico.
➢ Láseres de cascada Quantum: Estos son láseres de heterounión que
permiten la acción del láser en longitudes de onda relativamente largas.
➢ Láser de heteroestructuración de confinamiento separado: Para
compensar el problema de capa delgada en quantum los láseres vamos
a los láseres de heteroestructura de confinamiento separado.
➢ Láseres de reflector Bragg distribuidos: pueden ser láseres emisores de
borde o VCSELS.
DIODO DE SUPRESIÓN DE VOLTAJE TRANSITORIO
El funcionamiento de estos diodos es normal como diodos de unión pn, pero en
el momento de la tensión transitoria cambia su funcionamiento. En condiciones
normales, la impedancia del diodo es alta. En el circuito, el diodo ingresa a la
región de degradación de la avalancha en la que se proporciona la baja
impedancia.
Es espontáneamente muy rápido porque la falla de la avalancha los rangos de
duración en segundos Pico. El diodo de supresión transitoria de voltaje fijará la
tensión a los niveles fijos, principalmente su voltaje de sujeción está en un rango
mínimo. Están teniendo aplicaciones en los campos de telecomunicaciones,
médicas, microprocesadores y procesamiento de señal. Responde a
sobretensiones más rápidas que los varistores o los tubos de descarga de gas.

El diodo se caracteriza por:

▪ Corriente de fuga.
▪ Tensión máxima de reposo inversa.
▪ Tensión de falla.
▪ Voltaje de sujeción.
▪ Capacitancia parasitaria.
▪ Inductancia parasitaria.
▪ Cantidad de energía que puede absorber.

DIODOS DOPADOS CON ORO

En estos diodos, el oro se usa como dopa. Estos diodos son más rápidos que
otros diodos. En estos diodos, la corriente de fuga en polarización inversa
también es menor. Incluso con la mayor caída de voltaje, permite que el diodo
funcione en frecuencias de señal. En estos diodos, el oro ayuda a una
recombinación más rápida de portadores minoritarios.

DIODOS SUPER BARRIER

Es un diodo rectificador que tiene baja caída de voltaje directo como diodo
schottky con capacidad de manejo de sobretensión y baja corriente de fuga
inversa como diodo de unión pn. Fue diseñado para alta potencia, conmutación
rápida y aplicaciones de baja pérdida. Los rectificadores Super barrera son los
rectificadores de próxima generación con más bajo voltaje directo que el diodo
schottky.

DIODO PELTIER
En este tipo de diodo, en la unión de dos materiales de un semiconductor genera
un calor que fluye desde una terminal a otra terminal. Este flujo se realiza en una
sola dirección que es igual a la dirección del flujo de corriente.
Este calor se produce debido a la carga eléctrica producida por la recombinación
de portadores de carga minoritarios. Esto se usa principalmente en aplicaciones
de refrigeración y calefacción. Este tipo de diodos se usa como sensor y motor
térmico para enfriamiento termoeléctrico.

DIODO DE CRISTAL
Esto también se conoce como bigote de gato, que es un tipo de diodo de contacto
puntual. Su funcionamiento depende de la presión de contacto entre el cristal
semiconductor y el punto.
En esto, un alambre de metal está presente y se presiona contra el cristal
semiconductor. En esto, el cristal semiconductor actúa como cátodo y el alambre
de metal actúa como ánodo. Estos diodos son obsoletos por naturaleza.
Principalmente utilizado en receptores y detectores de microondas.
APLICACIONES DE DIODOS DE CRISTAL
▪ Rectificador de diodos de cristal.
▪ Detector de diodos de cristal.
▪ Receptor de cristal.

DIODO DE AVALANCHA
Este es un elemento pasivo que funciona según el principio de avería de la
avalancha. Funciona en condiciones de sesgo inverso. Produce grandes
corrientes debido a la ionización producida por la unión p-n durante la condición
de polarización inversa.
Estos diodos están especialmente diseñados para someterse a una interrupción
a un voltaje inverso específico para evitar el daño.

USOS DEL DIODO DE AVALANCHA

▪ Generación de ruido de RF: actúa como fuente de RF para puentes de
analizadores de antena y también como generadores de ruido blanco.
Utilizado en equipos de radio y también en generadores de números
aleatorios de hardware.
▪ Generación de frecuencias de microondas: En este el diodo actúa como
un dispositivo de resistencia negativa.
▪ Detector de avalancha de un solo fotón: Estos son detectores de fotones
de alta ganancia utilizados en aplicaciones de nivel de luz.

RECTIFICADOR CONTROLADO DE SILICIO

Consta de tres terminales: ánodo, cátodo y puerta. Es casi igual al diodo
Shockley. Como su nombre indica, se usa principalmente para fines de control
cuando se aplican voltajes pequeños en el circuito.

MODOS DE OPERACIÓN:
▪ Modo de bloqueo hacia delante (estado apagado): En este j1 y j3 hacia
adelante sesgado y j2 está sesgado en sentido inverso. Ofrece alta
resistencia por debajo del voltaje de ruptura y por lo tanto se dice que está
desconectado.
▪ Modo de conducción directa (en estado): Al aumentar la tensión en el
ánodo y el cátodo o aplicando pulso positivo en la puerta, podemos
encender. Para desactivar la única manera es disminuir la corriente que
fluye a través de él.
▪ Modo de bloqueo inverso (estado desactivado): El SCR que bloquea el
voltaje inverso se denomina SCR asimétrico. Se usa principalmente en
inversores fuente actuales.
DIODOS DE VACÍO
Los diodos de vacío consisten en dos electrodos que actuarán como un ánodo y
el cátodo. El cátodo está hecho de tungsteno que emite los electrones en la
dirección del ánodo. El flujo de electrones siempre será del cátodo al ánodo
solamente. Por lo tanto, actúa como un interruptor.

DIODO PIN
La versión mejorada del diodo de unión PN normal da el diodo PIN. En el PIN, el
dopaje no es necesario. El material intrínseco significa que el material que no
tiene portadores de carga por lo que se inserta entre las regiones P y N que
aumentan el área de la capa de agotamiento.
Cuando aplicamos voltaje de polarización directa, los agujeros y electrones se
empujarán hacia la capa intrínseca. En algún punto debido a este alto nivel de
inyección, el campo eléctrico también conducirá a través del material intrínseco.
Este campo hace que los portadores fluyan desde dos regiones.

APLICACIONES DE DIODOS PIN:

▪ Conmutadores Rf: El diodo Pin se usa para la selección de señales y
componentes. Por ejemplo, los diodos pin actúan como inductores de
cambio de rango en osciladores de bajo ruido de fase.
▪ Atenuadores: se utilizan como resistencia de puente y derivación en el
atenuador de puente-T.
▪ Detectores de fotos: detecta fotones de rayos X y rayos gamma.

DIODO GUNN
El diodo Gunn está fabricado con material semiconductor de tipo n solamente.
La región de agotamiento de dos materiales de tipo N es muy delgada.
Tiene dos electrodos con Arseniuro de galio y Fosfuro de indio debido a que tiene
resistencia diferencial negativa. También se denomina dispositivo electrónico
transferido. Produce señales de RF de micro ondas, por lo que se usa
principalmente en dispositivos RF de microondas. También se puede usar como
un amplificador.
Capturas de pantalla Multisim.
Conclusión

En este trabajo abordé el tema sobre los diferentes tipos de diodos, sus
características y sus parámetros. Sin duda alguna, este trabajo me ayudo a
comprender más los diferentes tipos de diodos que existen y para que casos se
pueden usar cada uno. Todos los diodos son importantes ya que cada uno tienen
un trabajo, sin embargo, hay que saber en que casos se utiliza cada uno, para
un buen funcionamiento del circuito que queramos lograr hacer.
Bibliografía:
• Diferentes tipos de diodos y sus aplicaciones. (2019, 14 noviembre).
Recuperado 21 de julio de 2020, de
https://electronicalugo.com/diferentes-tipos-de-diodos-y-sus-
aplicaciones/#8_Diodos_de_Recuperacion_de_Paso
• Latam, M. (2020, 7 julio). Tipos de diodos. Recuperado 21 de julio de
2020, de
https://www.mecatronicalatam.com/es/tutoriales/electronica/componente
s-electronicos/diodo/tipos-de-diodos/