Instituto Tecnológico de Las Américas

Asignatura

LAB. Fundamentos de electrónica

Tema

Diodos Y Transistores

Nombre

Carlos A. Benítez Polo

Matrícula

2018-6566

Facilitador

Joel Valdez

Fecha de entrega

11/12/2022
INTRODUCCION:

Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la

circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido,1
bloqueando el paso si la corriente circula en sentido contrario, no solo sirve
para la circulación de corriente eléctrica sino que este la controla y resiste. Esto
hace que el diodo tenga dos posibles posiciones: una a favor de la corriente
(polarización directa) y otra en contra de la corriente (polarización inversa).

RESUMEN:

Estructura del diodo.

Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el

más común en la actualidad; consta de una pieza de
cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos. El diodo de
vacío (que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologías de alta
potencia) es un tubo de vacío con dos electrodos: una lámina como ánodo, y
un cátodo.
De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos
regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un
circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con
una resistencia eléctrica muy pequeña. Debido a este comportamiento, se les
suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de suprimir la
parte negativa de cualquier señal, como paso inicial para convertir
una corriente alterna en corriente continua.3 Su principio de funcionamiento
está basado en los experimentos de Lee De Forest.
Los primeros diodos eran válvulas o tubos de vacío, también llamados válvulas
termoiónicas constituidos por dos electrodos rodeados de vacío en un tubo de
cristal, con un aspecto similar al de las lámparas incandescentes. El invento fue
desarrollado en 1904 por John Ambrose Fleming, empleado de la empresa
Marconi, basándose en observaciones realizadas por Thomas Alva Edison.
Al igual que las lámparas incandescentes, los tubos de vacío tienen
un filamento (el cátodo) a través del cual circula la corriente, calentándolo
por efecto Joule. El filamento está tratado con óxido de bario, de modo que al
calentarse emite electrones al vacío circundante los cuales son
conducidos electrostáticamente hacia una placa, curvada por un muelle doble,
cargada positivamente (el ánodo), produciéndose así la conducción.
Evidentemente, si el cátodo no se calienta, no podrá ceder electrones. Por esa
razón, los circuitos que utilizaban válvulas de vacío requerían un tiempo para
que las válvulas se calentaran antes de poder funcionar y las válvulas se
quemaban con mucha facilidad.

Índice

 1Historia

 2Diodos termoiónicos y de estado gaseoso

 3Diodo semiconductor

o 3.1Polarización directa de un diodo

o 3.2Polarización inversa de un diodo

o 3.3Curva característica del diodo

o 3.4Modelos matemáticos

 4Tipos de diodo semiconductor

 5Aplicaciones del diodo

 6Referencias

 7Enlaces externos
Historia

Diodo de vacío, usado comúnmente hasta la invención del diodo

semiconductor, este último también llamado diodo de estado sólido.

Aunque el diodo semiconductor de estado sólido se popularizó antes del diodo

termoiónico, ambos se desarrollaron al mismo tiempo.
En 1873 Frederick Guthrie descubrió el principio de operación de los
diodos térmicos. Guthrie descubrió que un electroscopio cargado positivamente
podía descargarse al acercarse una pieza de metal caliente, sin necesidad de
que este lo tocara. No sucedía lo mismo con un electroscopio cargado
negativamente, reflejando esto que el flujo de corriente era posible solamente
en una dirección.
Independientemente, el 13 de febrero de 1880 Thomas Edison re-descubre el
principio. A su vez, Edison investigaba por qué los filamentos de carbón de las
bombillas se quemaban al final del terminal positivo. Él había construido una
bombilla con un filamento adicional y una con una lámina metálica dentro de la
lámpara, eléctricamente aislada del filamento. Cuando usó este dispositivo,
confirmó que una corriente fluía del filamento incandescente a través del vacío
a la lámina metálica, pero esto solo sucedía cuando la lámina estaba
conectada positivamente.
Edison diseñó un circuito que reemplaza la bombilla por un resistor con un
voltímetro de CC, y obtuvo una patente para este invento en 1884.
Aparentemente no tenía uso práctico para esa época. Por lo cual, la patente
era probablemente para precaución, en caso de que alguien encontrara un uso
al llamado efecto Edison.
Aproximadamente 20 años después, John Ambrose Fleming (científico asesor
de Marconi Company y antiguo empleado de Edison) se dio cuenta de que el
efecto Edison podría usarse como un radio detector de precisión. Fleming
patentó el primer diodo termoiónico en Gran Bretaña el 16 de noviembre de
1904.
En 1874 el científico alemán Karl Ferdinand Braun descubrió la naturaleza de
conducir por una sola dirección de los cristales semiconductores. Braun patentó
el rectificador de cristal en 1899. Los rectificadores de óxido de
cobre y selenio fueron desarrollados para aplicaciones de alta potencia en la
década de los 1930.
El científico indio Jagdish Chandra Bose fue el primero en usar un cristal
semiconductor para detectar ondas de radio en 1894. El detector de cristal
semiconductor fue desarrollado en un dispositivo práctico para la recepción de
señales inalámbricas por Greenleaf Whittier Pickard, quién inventó un detector
de cristal de silicio en 1903 y recibió una patente de ello el 20 de noviembre de
1906. Otros experimentos probaron con gran variedad de sustancias, de las
cuales se usó ampliamente el mineral galena. Otras sustancias ofrecieron un
rendimiento ligeramente mayor, pero el galena fue el que más se usó porque
tenía la ventaja de ser barato y fácil de obtener. Al principio de la era de la
radio, el detector de cristal semiconductor consistía de un cable ajustable (el
muy nombrado bigote de gato) el cual se podía mover manualmente a través
del cristal para así obtener una señal óptima. Este dispositivo problemático fue
rápidamente superado por los diodos termoiónicos, aunque el detector de
cristal semiconductor volvió a usarse frecuentemente con la llegada de los
económicos diodos de germanio en la década de 1950.
En la época de su invención, estos dispositivos fueron conocidos como
rectificadores. En 1919, William Henry Eccles acuñó el término diodo del
griego dia, que significa separado, y ode (de ὅδος), que significa camino.

Diodos termoiónicos y de estado gaseoso

Símbolo de un diodo de vacío o gaseoso. De arriba abajo, sus componentes

son, el ánodo, el cátodo, y el filamento.

Los diodos termoiónicos son dispositivos de válvula termoiónica (también

conocida como tubo de vacío), que consisten en un arreglo de electrodos
empacados en un vidrio al vacío. Los primeros modelos eran muy parecidos a
la lámpara incandescente.
En los diodos de válvula termoiónica, una corriente a través del filamento que
se va a calentar calienta indirectamente el cátodo, otro electrodo interno tratado
con una mezcla de Bario y óxido de estroncio, los cuales son óxidos
alcalinotérreos; se eligen estas sustancias porque tienen una pequeña función
de trabajo (algunas válvulas usan calentamiento directo, donde un filamento de
tungsteno actúa como calentador y como cátodo). El calentamiento causa
emisión termoiónica de electrones en el vacío. En polarización directa, el ánodo
estaba cargado positivamente por lo cual atraía electrones. Sin embargo, los
electrones no eran fácilmente transportados de la superficie del ánodo que no
estaba caliente cuando la válvula termoiónica estaba en polarización inversa.
Además, cualquier corriente en este caso es insignificante.
En la mayor parte del siglo XX, los diodos de válvula termoiónica se usaron en
aplicaciones de señales análogas, rectificadores y potencia. Actualmente, los
diodos de válvula solamente se usan en aplicaciones exclusivas como
rectificadores en guitarras eléctricas, amplificadores de audio, así como equipo
especializado de alta tensión.

Diodo semiconductor

Formación de la región de agotamiento, en la gráfica z.c.e.

Un diodo semiconductor moderno está hecho de cristal semiconductor como el

silicio con impurezas en él para crear una región que contenga portadores de
carga negativa (electrones), llamada semiconductor de tipo n, y una región en
el otro lado que contenga portadores de carga positiva (huecos), llamada
semiconductor tipo p. Las terminales del diodo se unen a cada región. El límite
dentro del cristal de estas dos regiones, llamado una unión PN, es donde la
importancia del diodo toma su lugar. El cristal conduce una corriente de
electrones del lado n (llamado cátodo), pero no en la dirección opuesta; es
decir, cuando una corriente convencional fluye del ánodo al cátodo (opuesto al
flujo de los electrones).
Al unir ambos cristales, se manifiesta una difusión de electrones del cristal n al
p (Je). Al establecerse una corriente de difusión, aparecen cargas fijas en una
zona a ambos lados de la unión, zona que recibe el nombre de región de
agotamiento.
A medida que progresa el proceso de difusión, la región de agotamiento va
incrementando su anchura profundizando en los cristales a ambos lados de la
unión. Sin embargo, la acumulación de iones positivos en la zona n y de iones
negativos en la zona p, crea un campo eléctrico (E) que actuará sobre los
electrones libres de la zona n con una determinada fuerza de desplazamiento,
que se opondrá a la corriente de electrones y terminará deteniéndolos.
Este campo eléctrico es equivalente a decir que aparece una diferencia de
tensión entre las zonas p y n. Esta diferencia de potencial (V D) es de 0,7 V en el
caso del silicio y 0,3 V para los cristales de germanio.4
La anchura de la región de agotamiento una vez alcanzado el equilibrio, suele
ser del orden de 0,5 micras pero cuando uno de los cristales está mucho más
dopado que el otro, la zona de carga espacial es mucho mayor.
Cuando se somete al diodo a una diferencia de tensión externa, se dice que el
diodo está polarizado, pudiendo ser la polarización directa o inversa.
Polarización directa de un diodo

Polarización directa del diodo pn.

En este caso, la batería disminuye la barrera de potencial de la zona de carga

espacial, permitiendo el paso de la corriente de electrones a través de la unión;
es decir, el diodo polarizado directamente conduce la electricidad.
Para que un diodo esté polarizado directamente, se debe conectar el polo
positivo de la batería al ánodo del diodo y el polo negativo al cátodo. En estas
condiciones podemos observar que:

 El polo negativo de la batería repele los electrones libres del cristal n,

con lo que estos electrones se dirigen hacia la unión p-n.
 El polo positivo de la batería atrae a los electrones de valencia del
cristal p, esto es equivalente a decir que empuja a los huecos hacia
la unión p-n.
 Cuando la diferencia de potencial entre los bornes de la batería es
mayor que la diferencia de potencial en la zona de carga espacial,
los electrones libres del cristal n, adquieren la energía suficiente para
saltar a los huecos del cristal p, los cuales previamente se han
desplazado hacia la unión p-n.
 Una vez que un electrón libre de la zona n salta a la zona p
atravesando la zona de carga espacial, cae en uno de los múltiples
huecos de la zona p convirtiéndose en electrón de valencia. Una vez
ocurrido esto el electrón es atraído por el polo positivo de la batería y
se desplaza de átomo en átomo hasta llegar al final del cristal p,
desde el cual se introduce en el hilo conductor y llega hasta la
batería.
De este modo, con la batería cediendo electrones libres a la zona n y atrayendo
electrones de valencia de la zona p, aparece a través del diodo una corriente
eléctrica constante hasta el final.
Polarización inversa de un diodo

Polarización inversa del diodo pn.

En este caso, el polo negativo de la batería se conecta a la zona p y el polo

positivo a la zona n, lo que hace aumentar la zona de carga espacial, y la
tensión en dicha zona hasta que se alcanza el valor de la tensión de la batería,
tal y como se explica a continuación:

 El polo positivo de la batería atrae a los electrones libres 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 batería. A medida que
los electrones libres abandonan la zona n, los átomos pentavalentes
que antes eran neutros, al verse desprendidos de su electrón en el
orbital de conducción, adquieren estabilidad (8 electrones en la capa
de valencia, ver semiconductor y átomo) y una carga eléctrica neta
de +1, con lo que se convierten en iones positivos.
 El polo negativo de la batería cede electrones libres a los átomos
trivalentes de la zona p. Recordemos que estos átomos solo tienen 3
electrones de valencia, con lo que una vez que han formado los
enlaces covalentes con los átomos de silicio, tienen solamente 7
electrones de valencia, siendo el electrón que falta el
denominado hueco. El caso es que cuando los electrones libres
cedidos por la batería entran en la zona p, caen dentro de estos
huecos con lo que los átomos trivalentes adquieren estabilidad (8
electrones en su orbital de valencia) y una carga eléctrica neta de -1,
convirtiéndose así en iones negativos.
 Este proceso se repite una y otra vez hasta que la zona de carga
espacial adquiere el mismo potencial eléctrico que la batería.
En esta situación, el diodo no debería conducir la corriente; sin embargo,
debido al efecto de la temperatura se formarán pares electrón-hueco
(ver semiconductor) a ambos lados de la unión produciendo una pequeña
corriente (del orden de 1 μA) denominada corriente inversa de saturación.
Además, existe también una denominada corriente superficial de fugas la
cual, como su propio nombre indica, conduce una pequeña corriente por la
superficie del diodo; ya que en la superficie, los átomos de silicio no están
rodeados de suficientes átomos para realizar los cuatro enlaces covalentes
necesarios para obtener estabilidad. Esto hace que los átomos 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 través de ellos. No
obstante, al igual que la corriente inversa de saturación, la corriente superficial
de fuga es usualmente despreciable.

Curva característica del diodo

Curva característica del diodo.

Tensión umbral, de codo o de partida  (Vγ ).

La tensión umbral (también llamada barrera de potencial) de polarización

directa coincide en valor con la tensión de la zona de carga espacial del diodo
no polarizado. Al polarizar directamente el diodo, la barrera de potencial inicial
se va reduciendo, incrementando la corriente ligeramente, alrededor del 1 % de
la nominal. Sin embargo, cuando la tensión externa supera la tensión umbral, la
barrera de potencial desaparece, de forma que para pequeños incrementos de
tensión se producen grandes variaciones de la intensidad de corriente.

Corriente máxima 

Es la intensidad de corriente máxima que puede conducir el diodo sin fundirse

por el efecto Joule. Dado que es función de la cantidad de calor que puede
disipar el diodo, depende sobre todo del diseño del mismo.

Corriente inversa de saturación 

Es la pequeña corriente que se establece al polarizar inversamente el diodo por

la formación de pares electrón-hueco debido a la temperatura, admitiéndose
que se duplica por cada incremento de 10 °C en la temperatura.

Corriente superficial de fugas.

Es la pequeña corriente que circula por la superficie del diodo (ver polarización
inversa), esta corriente es función de la tensión aplicada al diodo, con lo que al
aumentar la tensión, aumenta la corriente superficial de fugas.

Tensión de ruptura 

Es la tensión inversa máxima que el diodo puede soportar antes de darse el

efecto avalancha.
Teóricamente, al polarizar inversamente el diodo, este conducirá la corriente
inversa de saturación; en la realidad, a partir de un determinado valor de la
tensión, en el diodo normal o de unión abrupta la ruptura se debe al efecto
avalancha; no obstante hay otro tipo de diodos, como los Zener, en los que la
ruptura puede deberse a dos efectos:

Efecto avalancha (diodos poco dopados). En polarización inversa se generan

pares electrón-hueco que provocan la corriente inversa de saturación; si la
tensión inversa es elevada los electrones se aceleran incrementando su
energía cinética de forma que al chocar con electrones de valencia pueden
provocar su salto a la banda de conducción. Estos electrones liberados, a su
vez, se aceleran por efecto de la tensión, chocando con más electrones de
valencia y liberándolos a su vez. El resultado es una avalancha de electrones
que provoca una corriente grande. Este fenómeno se produce para valores de
la tensión superiores a 6 V.

Efecto Zener (diodos muy dopados). Cuanto más dopado está el material,

menor es la anchura de la zona de carga. Puesto que el campo eléctrico E
puede expresarse como cociente de la tensión V entre la distancia d; cuando el
diodo esté muy dopado, y por tanto d sea pequeño, el campo eléctrico será
grande, del orden de 3·105 V/cm. En estas condiciones, el propio campo puede
ser capaz de arrancar electrones de valencia incrementándose la corriente.
Este efecto se produce para tensiones de 4 V o menores.
Para tensiones inversas entre 4 y 6 V la ruptura de estos diodos especiales,
como los Zener, se puede producir por ambos efectos.
Modelos matemáticos
El modelo matemático más empleado es el de Shockley (en honor a William
Bradford Shockley) que permite aproximar el comportamiento del diodo en la
mayoría de las aplicaciones. La ecuación que relaciona la intensidad de
corriente y la diferencia de potencial es:
Donde:

 I es la intensidad de la corriente que atraviesa el diodo

 VD es la diferencia de tensión entre sus extremos.
 IS es la corriente de saturación (aproximadamente )
  n es el coeficiente de emisión, dependiente del proceso de
fabricación del diodo y que suele adoptar valores entre 1 (para
el germanio) y del orden de 2 (para el silicio).
El Voltaje térmico VT es aproximadamente 25.85 mV en 300 K, una
temperatura cercana a la temperatura ambiente, muy usada en los programas
de simulación de circuitos. Para cada temperatura existe una constante
conocida definida por:
Donde k es la constante de Boltzmann, T es la temperatura absoluta de la
unión pn, y q es la magnitud de la carga de un electrón (la carga elemental).
La ecuación de diodo ideal de Shockley o la ley de diodo se deriva de asumir
que solo los procesos que le dan corriente al diodo son por el flujo (debido al
campo eléctrico), difusión, y la recombinación térmica. También asume que la
corriente de recombinación en la región de agotamiento es insignificante. Esto
significa que la ecuación de Shockley no tiene en cuenta los procesos
relacionados con la región de ruptura e inducción por fotones. Adicionalmente,
no describe la estabilización de la curva I-V en polarización activa debido a la
resistencia interna.
Bajo voltajes negativos, la exponencial en la ecuación del diodo es
insignificante. y la corriente es una constante negativa del valor de Is. La región
de ruptura no está modelada en la ecuación de diodo de Shockley.
Para voltajes grandes, en la región de polarización directa, se puede eliminar el
1 de la ecuación, quedando como resultado:
Con objeto de evitar el uso de exponenciales, en ocasiones se emplean
modelos aún más simples, que modelan las zonas de funcionamiento del diodo
por tramos rectos; son los llamados modelos de continua o de Ram-señal. El
más simple de todos es el diodo ideal.
Tipos de diodo semiconductor

Varios diodos semiconductores, abajo: un puente rectificador. En la mayoría de

los diodos, el terminal cátodo se indica pintando una franja blanca o negra.

Existen varios tipos de diodos, que pueden diferir en su aspecto físico,

impurezas, uso de electrodos, que tienen características eléctricas particulares
usados para una aplicación especial en un circuito. El funcionamiento de estos
diodos es fundamentado por principios de la mecánica cuántica y teoría de
bandas.
Los diodos normales, los cuales operan como se describía más arriba, se
hacen generalmente de silicio dopado o germanio. Antes del desarrollo de
estos diodos rectificadores de silicio, se usaba el óxido cuproso y el selenio: su
baja eficiencia le dio una caída de tensión muy alta (desde 1,4 a 1,7 V) y
requerían de una gran disipación de calor mucho más grande que un diodo de
silicio. La gran mayoría de los diodos pn se encuentran en circuitos
integrados CMOS, que incluyen dos diodos por pin y muchos otros diodos
internos.

Diodo avalancha (TVS): Diodos que conducen en dirección contraria cuando

el voltaje en inverso supera el voltaje de ruptura, también se conocen como
diodos TVS. Electricámente son similares a los diodos Zener, pero funciona
bajo otro fenómeno, el efecto avalancha. Esto sucede cuando el campo
eléctrico inverso que atraviesa la unión p-n produce una onda de ionización,
similar a una avalancha, produciendo una corriente. Los diodos avalancha
están diseñados para operar en un voltaje inverso definido sin que se destruya.
La diferencia entre el diodo avalancha (el cual tiene un voltaje de reversa de
aproximadamente 6,2 voltios) y el diodo zener es que el ancho del canal del
primero excede la «libre asociación» de los electrones, por lo que se producen
colisiones entre ellos en el camino. La única diferencia práctica es que los dos
tienen coeficientes de temperatura de polaridades opuestas (la disipación de
calor máxima es mayor en un diodo zener, es por ello que estos se emplean
principalmente en circuitos reguladores de tensión). Este tipo de diodos se
emplean para eliminar voltajes y corrientes transitorios que pudieran provocar
un mal funcionamiento de un bus de datos que conecte dos dispositivos
sensibles a voltajes transitorios.

Diodo de Silicio: Suelen tener un tamaño milimétrico y, alineados, constituyen

detectores multicanal que permiten obtener espectros en milisegundos. Son
menos sensibles que los fotomultiplicadores. Es un semiconductor de tipo p
(con huecos) en contacto con un semiconductor de tipo n (electrones). La
radiación comunica la energía para liberar los electrones que se desplazan
hacia los huecos, estableciendo una corriente eléctrica proporcional a la
potencia radiante.

Diodo de cristal: Es un tipo de diodo de contacto. El diodo cristal consiste de

un cable de metal afilado presionado contra un cristal semiconductor,
generalmente galena o de una parte de carbón. El cable forma el ánodo y el
cristal forma el cátodo. Los diodos de cristal tienen una gran aplicación en
las radio de galena. Los diodos de cristal están obsoletos, pero puede
conseguirse todavía de algunos fabricantes.

Diodo de corriente constante: Realmente es un JFET, con su compuerta

conectada a la fuente, y funciona como un limitador de corriente de dos
terminales análogo al diodo Zener, el cual limita el voltaje. Permiten una
corriente a través de ellos para alcanzar un valor adecuado y así estabilizarse
en un valor específico. También suele llamarse CLDs (por sus siglas en inglés)
o diodo regulador de corriente.

Diodo túnel o Esaki: Tienen una región de operación que produce una
resistencia negativa debido al efecto túnel, permitiendo amplificar señales y
circuitos muy simples que poseen dos estados. Debido a la alta 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 viajes espaciales.

Diodo Gunn: Similar al diodo túnel son construidos de materiales como GaAs

o InP que produce una resistencia negativa. Bajo condiciones apropiadas, las
formas de dominio del dipolo y propagación a través del diodo, permitiendo
osciladores de ondas microondas de alta frecuencia.
 Ledes de distintos colores.

Diodo emisor de luz o LED del acrónimo inglés, light-emitting diode: Es un

diodo formado por un semiconductor con huecos en su banda de energía, tal
como arseniuro de galio, los portadores de carga que cruzan la unión
emiten fotones cuando se recombinan con los portadores mayoritarios en el
otro lado. Dependiendo del material, la longitud de onda que se pueden
producir varía desde el infrarrojo hasta longitudes de onda cercanas
al ultravioleta. El potencial que admiten estos diodos dependen de la longitud
de onda que ellos emiten: 2.1V corresponde al rojo, 4.0V al violeta. Los
primeros ledes fueron rojos y amarillos. Los ledes blancos son en realidad
combinaciones de tres ledes de diferente color o un led azul revestido con
un centelleador amarillo. Los ledes también pueden usarse como fotodiodos de
baja eficiencia en aplicaciones de señales. Un led puede usarse con un
fotodiodo o fototransistor para formar un optoacoplador.

Diodo láser: Cuando la estructura de un led se introduce en una cavidad

resonante formada al pulir las caras de los extremos, se puede formar un láser.
Los diodos láser se usan frecuentemente en dispositivos de almacenamiento
ópticos y para la comunicación óptica de alta velocidad.

Diodo térmico: Este término también se usa para los diodos convencionales
usados para monitorear la temperatura a la variación de voltaje con la
temperatura, y para refrigeradores termoeléctricos para la refrigeración
termoeléctrica. Los refrigeradores termoeléctricos se hacen de
semiconductores, aunque ellos no tienen ninguna unión de rectificación,
aprovechan el comportamiento distinto de portadores de carga de los
semiconductores tipo P y N para transportar el calor.

Fotodiodos: Todos los semiconductores están sujetos a portadores de carga

ópticos. Generalmente es un efecto no deseado, por lo que muchos de los
semiconductores están empacados en materiales que bloquean el paso de la
luz. Los fotodiodos tienen la función de ser sensibles a la luz (fotocelda), por lo
que están empacados en materiales que permiten el paso de la luz y son por lo
general PIN (tipo de diodo más sensible a la luz). Un fotodiodo puede usarse
en celdas solares, en fotometría o en comunicación óptica. Varios fotodiodos
pueden empacarse en un dispositivo como un arreglo lineal o como un arreglo
de dos dimensiones. Estos arreglos no deben confundirse con los dispositivos
de carga acoplada.

Diodo con puntas de contacto: Funcionan igual que los diodos

semiconductores de unión mencionados anteriormente aunque su construcción
es más simple. Se fabrica una sección de semiconductor tipo n, y se hace un
conductor de punta aguda con un metal del grupo 3 de manera que haga
contacto con el semiconductor. Algo del metal migra hacia el semiconductor
para hacer una pequeña región de tipo p cerca del contacto. El muy usado
1N34 (de fabricación alemana) aún se usa en receptores de radio como un
detector y ocasionalmente en dispositivos analógicos especializados.

Diodo PIN: Un diodo PIN tiene una sección central sin doparse o en otras
palabras una capa intrínseca formando una estructura p-intrínseca-n. Son
usados como interruptores de alta frecuencia y atenuadores. También son
usados como detectores de radiación ionizante de gran volumen y como
fotodetectores. Los diodos PIN también se usan en la electrónica de potencia y
su capa central puede soportar altos voltajes. Además, la estructura del PIN
puede encontrarse en dispositivos semiconductores de potencia, tales
como IGBTs, MOSFETs de potencia y tiristores.

Diodo Schottky: El diodo Schottky están construidos de un metal a un

contacto de semiconductor. Tiene una tensión de ruptura mucho menor que los
diodos pn. Su tensión de ruptura en corrientes de 1mA está en el rango de
0.15V a 0.45V, lo cual los hace útiles en aplicaciones de fijación y prevención
de saturación en un transistor. También se pueden usar como rectificadores
con bajas pérdidas aunque su corriente de fuga es mucho más alta que la de
otros diodos. Los diodos Schottky son portadores de carga mayoritarios por lo
que no sufren de problemas de almacenamiento de los portadores de carga
minoritarios que ralentizan la mayoría de los demás diodos (por lo que este tipo
de diodos tiene una recuperación inversa más rápida que los diodos de unión
pn). Tienden a tener una capacitancia de unión mucho más baja que los diodos
pn que funcionan como interruptores veloces y se usan para circuitos de alta
velocidad como fuentes conmutadas, mezclador de frecuencias y detectores.

Stabistor: El stabistor (también llamado Diodo de Referencia en Directa) es un

tipo especial de diodo de silicio cuyas características de tensión en directa son
extremadamente estables. Estos dispositivos están diseñados especialmente
para aplicaciones de estabilización en bajas tensiones donde se requiera
mantener la tensión muy estable dentro de un amplio rango de corriente y
temperatura.

Diodo Varicap: El diodo Varicap conocido como diodo de capacidad variable o

varactor, es un diodo que aprovecha determinadas técnicas constructivas para
comportarse, ante variaciones de la tensión aplicada, como
un condensador variable. Polarizado en inversa, este dispositivo electrónico
presenta características que son de suma utilidad en circuitos sintonizados (L-
C),5donde son necesarios los cambios de capacidad.
 Aplicaciones del diodo

Rectificador de media onda

Rectificador de onda completa

Rectificador en paralelo

Duplicador de tensión

Estabilizador Zener

Led

Limitador

Circuito fijador

Multiplicador de tensión

Divisor de tensión

¿Qué es un transistor?
Se llama transistor (del inglés: transfer resistor, “resistor de transferencia”) a un
tipo de dispositivo electrónico semiconductor, capaz de modificar una
señal eléctrica de salida como respuesta a una de entrada, sirviendo como
amplificador, conmutador, oscilador o rectificador de la misma.×

Es un tipo de dispositivo de uso común en numerosos aparatos, como

relojes, lámparas, tomógrafos, celulares, radios, televisores y, sobre todo, como
componente de los circuitos integrados (chips o microchips).

Los transistores tienen su origen en la necesidad de controlar el flujo de

la corriente eléctrica en diversas aplicaciones, como parte de la evolución del
campo de la electrónica. Su antecesor directo fue un aparato inventado por
Julius Edgar Lilienfeld en Canadá en 1925, pero no sería hasta mediados de
siglo cuando podría implementarse usando materiales semiconductores (en
lugar de tubos al vacío).

Los primeros logros en este sentido consistieron en la ampliación de la

potencia de una señal eléctrica a partir de conducirla a través de dos puntales
de oro aplicados a un cristal de germanio.

El nombre de transistor fue propuesto por el ingeniero estadounidense John R.

Pierce, a partir de los primeros modelos diseñados por los Laboratorios Bell. El
primer transistor de contacto apareció en Alemania en 1948, mientras que
el primero de alta frecuencia fue inventado en 1953 en los Estados Unidos.

Estos fueron los primeros pasos hacia la explosión electrónica de la segunda

mitad del siglo XX, que permitieron, entre muchas otras cosas, el desarrollo de
las computadoras.

En la construcción de los transistores hoy en día se emplean materiales como

germanio (Ge), silicio (Si), arseniuro de galio (GaAs) o aleaciones de silicio y
germanio o silicio y aluminio. Dependiendo del material usado, el dispositivo
podrá resistir una cantidad determinada de tensión eléctrica y
una temperatura máxima de calentamiento por resistencia.

¿Cómo funciona un transistor?

Todo transistor se compone de tres elementos: base, colector y emisor.

Los transistores operan sobre un flujo de corriente, operando como

amplificadores (recibiendo una señal débil y generando una fuerte) o como
interruptores (recibiendo una señal y cortándole el paso) de la misma. Esto
ocurre dependiendo de cuál de las tres posiciones ocupe un transistor en un
determinado momento, y que son:

 En activa. Se permite el paso de un nivel de corriente variable (más

o menos corriente).
 En corte. No deja pasar la corriente eléctrica.
 En saturación. Deja pasar todo el caudal de la corriente eléctrica
(corriente máxima).

En este sentido, el transistor funciona como una llave de paso de una

tubería: si está totalmente abierto deja entrar todo el caudal del agua, si está
cerrado no deja pasar nada, y en sus posiciones intermedias deja pasar más o
menos agua.
Ahora bien: todo transistor se compone de tres elementos: base, colector y
emisor. La primera es la que media entre el emisor (por donde entra el caudal
de corriente) y el colector (por donde sale el caudal de corriente). Y lo hace, a
su vez, activada por una corriente eléctrica menor, distinta de la que modulada
por el transistor.

De esta manera, si la base no recibe corriente, el transistor se ubica en

posición de corte; si recibe una corriente intermedia, la base abrirá el flujo en
determinada cantidad; y si la base recibe la suficiente corriente, entonces se
abrirá del todo el dique y pasará el total de la corriente modulada.

Se entiende así que el transistor opera como un modo de controlar la

cantidad de electricidad que pasa en determinado momento, permitiendo así
la construcción de relaciones lógicas de interconexión.

Tipos de transistores
Existen diversos tipos de transistores:

 Transistor de contacto puntual. También llamado “de punta de

contacto”, es el tipo más antiguo de transistor y opera sobre una
base de germanio. Fue un invento revolucionario, a pesar de que era
difícil de fabricar, frágil y ruidoso. Hoy en día no se le emplea más.
 Transistor de unión bipolar. Fabricado sobre un cristal de material
semiconductor, que se contamina de manera selectiva y controlada
con átomos de arsénico o fósforo (donantes de electrones), para
generar así las regiones de base, emisor y colector.
 Transistor de efecto de campo. Se emplea en este caso una barra
de silicio o algún otro semiconductor semejante, en cuyos terminales
se establecen terminales óhmicos, operando así por tensión positiva.
 Fototransistores. Se llaman así a los transistores sensibles a la luz,
en espectros cercanos a la visible. De modo que se pueden operar
por medio de ondas electromagnéticas a distancia.
Circuitos integrados

Los circuitos integrados son estructuras pequeñas de silicio u otros

semiconductores.

Los circuitos integrados son mejor conocidos como chips o microchips, y son
estructuras pequeñas de silicio u otros semiconductores, en un
encapsulado plástico de cerámica, que solemos hallar en los paneles
electrónicos de artefactos diversos (computadores, calculadoras, televisores,
etc.).

Estos circuitos  se componen de numerosos transistores y

resistores diminutos colocados en una lámina, para realizar de modo
eficiente labores de manipulación de una señal eléctrica, como la amplificación.

CONCLUCION:

Con esta práctica pudimos ver otra utilidad importante de los diodos. Ya que se
puede formar una gran cantidad de circuitos recortadores y sujetadores para
diversas utilidades como la generación de señales de pulso, circuitos corta
picos ,etc.

Para realizar estos circuitos siempre debe de quedar muy claro que siempre se
va a trabajar con diodos reales así que no siempre se debe esperar los
resultados teóricos.

Un circuito recortador puede servir para limitar el voltaje de un circuito sin

afectar la forma de onda.