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Contenido principal

Diodo

Se presenta el diodo como un elemento de circuito. Un diodo conduce corriente en un sentido pero no en el otro. Creado por Willy McAllister.

Transcripción del video

el diodo es un semiconductor muy importante y cualquier otro dispositivo semiconductor viene de alguna combinación de diodos en esta imagen puedes ver un diodo es un diodo que sería fácil de adquirir y observa el diodo es un pequeño tubo de vidrio con una longitud aproximada de 4 milímetros puedes ver que dentro de éste hay un chip de silicio hecho para actuar como un diodo entonces a todo esto viene la pregunta qué es un diodo un diodo se encarga de conducir corriente en una dirección pero no en la otra el símbolo que utilizamos para un diodo se mira de esta forma tiene esta forma una flecha que indica la corriente de avance esto es lo que indica esta flecha y ahora vamos a etiquetar el voltaje del diodo de esta manera muy bien y ahora vamos a entender cómo funciona un diodo para esto voy a dibujar una curva y ve para un diodo y supongamos que el diodo fuera perfecto funcionará perfectamente y en la dirección de retroceso el voltaje del diodo fuera negativo es decir esta terminal tuviera un voltaje más alto que esta terminal eso querría decir que no hay corriente fluyendo y para cualquier voltaje positivo tendríamos esto por lo que -dijo- dow estaría actuando como un cable este será nuestro modelo cero así lo vamos a nombrar ahora en la vida real un diodo no se comporta de esta manera vamos a ver el modelo de un diodo de silicio a este modelo le vamos a poner modelo número uno un diodo de silicio se conduce a un voltaje un poco positivo y después sube este voltaje es aproximado a 0.6 volts este resulta un buen modelo y vende un diodo y también resulta como un buen modelo para muchos circuitos simples que construimos anteriormente ahora recuerda lo siguiente cuando teníamos la curva y veloz resistor es estas curvas se miraban un poco así una recta que atravesaba por el cero con pendiente constante ajá y observa la diferencia entre estas dos curvas la curva y ve del diodo y la curva y b de los resistor es ajá puedes ver que la de él la del diodo es no lineal ahora veamos el siguiente modelo vamos con el modelo número 2 este modelo representa el diodo más usado ajá este es el modelo que usarás cuando simule circuitos o diodos entonces supongamos tener un diodo así y se nos pide la curva y ve que lo representa entonces para esto lo que necesitamos es encontrar una especie de caja que cree voltaje es decir un suministro de energía que pueda ajustarse de cierta forma y también necesitaría algún artefacto que lea la intensidad de corriente como un amperímetro el amperímetro y este suministro de energía estarían conectados y bueno así haríamos mediciones para generar la curva y ve entonces bueno iniciamos con cero en b y si en efecto iniciar en cero todo estaría bien porque si no iniciar en cero eso qué quiere decir quiere decir que esto está generando energía lo cual no va a ser ahora vamos a suponer que yo estoy girando poco a poco el botón de ajuste para el voltaje y notar que mientras voy girando no hay corriente en 0.1 volts en 0.2 tampoco en 0.3 y cuando llega a 0.6 volts en el diodo aquí es vd aquí esta vez de más menos cuando el voltaje en el diodo está en aproximadamente 0.6 volts notaré que la corriente sube a 5000 amperes luego sube un poco más a 10.000 amperes y así sucesivamente y yo puedo calcular estos puntos en la curva ahora si yo cambio el voltaje aplicando un voltaje negativo al diodo invierto el orden y me sitúe en el lado izquierdo de la gráfica y b es decir voy a estar viendo en esta dirección en el eje del voltaje mi amperímetro leerá 0 milián pérez porque el valor de la corriente que circula en el sentido inverso es cercano a 0 ligeramente negativo debajo del eje del voltaje si el caso fuera que yo hiciera este voltaje un número muy grande pero un negativo es decir un valor negativo a tal magnitud como por ejemplo menos 50 volts y eso eso fuera este punto de aquí lo que se vería es un incremento muy brusco de corriente así observa este repentino cambio aquí en esta línea esta línea va a seguir hacia abajo y a esto se le llama voltaje de ruptura y se abrevia b br ahora un voltaje de ruptura típico en diodos ordinarios es de menos 50 volts observa esta gráfica muestra dos rupturas aquí en menos dos volts en esta escala en menos dos volts hay una luego viajamos a la izquierda hasta llegar a menos 50 bolsa y ocurre esta ruptura ahora la mayoría de las veces usamos diodos con terminales entre uno positivo y uno negativo y así es como conocemos la característica y vez de un diodo muy bien esta parte de la curva puede ser modelada con una ecuación que se vea así esta es la ecuación y ve de un diodo y se representa por y es igual a y s que simboliza la corriente de saturación multiplicada por la q que simboliza la carga en el electrón nkoulou multiplicada por b que simboliza el voltaje del diodo dividido entre k t donde k es la constante de boltzmann y t es la temperatura la medida respecto al cero absoluto de kelvin menos 1 esa es la ecuación ive para un diodo esta ecuación representa esta parte de la curva para un diodo y de hecho es una ecuación que representa perfectamente un diodo de verdad ahora vamos a analizar cada una de las partes de la ecuación entonces primero y ese es la corriente de saturación un valor típico para y ese en silicio es de 10 a la menos 12 amperes y eso es igual a un pico amper ese es el valor de iese ahora q es la carga del electrón que es igual a 1.602 por 10 a la menos 19 colomos muy bien bebé es el voltaje del diodo acá que es una minúscula es la constante de boltzmann que es igual a 1.38 por 10 a la menos 23 jules porque el fin te simboliza la temperatura medida en que levin con una k mayúscula y es medida con respecto al cero absoluto en kelvin una temperatura de cero absoluto en que el vino 0 k corresponde a menos 273 grados celsius eso es muy frío ahora esto es la ecuación de la curva y ve del diodo tiene este término exponencial y observa la gráfica tal vez tú digas bueno yo no le veo forma de exponencial a esta curva pero es solo por culpa de la escala del dibujo baja entonces lo que haré es acercarme mucho al origen y veremos cómo este término exponencial se muestra en la gráfica y también veremos cuál es el significado de iese entonces voy a escribir nuevamente la ecuación y es igual a y ese que multiplica ha elevado a cuba sobre cat - 1 y en esta imagen de la curva y ved el diodo me acerque mucho al origen como puedes ver nos hemos acercado en una escala aproximada de 10 entonces el eje de los bolts puedes ver que aquí está una décima de un volt ajá está muy muy cerca de esta escala y la escala de la corriente ha sido también ampliada a un buen número de veces ahora está en pico amperes está a 10 a la menos 12 am pérez en lugar de 10 a la menos 3 amperes y puedes ver que ahora sí se parece esto a una curva exponencial ajá puedes ver una pequeña corriente negativa y ese que aparece cuando el diodo está en polarización inversa aquí el voltaje es negativo esta cantidad de aquí esto y ese corriendo en dirección inversa del diodo ahora observa la ecuación del diodo haz que sea un número negativo y lo que va a pasar es que este término de la ecuación será muy pequeño comparado con 1 y entonces te quedará y ese por 1 y eso es lo que se ve aquí esta es una corriente muy pequeña puedes ver que en la escala está en el área por debajo de los picos amperes y en la mayoría de los casos puedes ignorar esta corriente puede suponer que es 0 ahora en el próximo vídeo vamos a usar un diodo o en un circuito y resolveremos circuitos que incluyan a estos diodos no lineales