DIODOS RECTIFICADORES DE 1/2 ONDA
Proceso de rectificaciónLa corriente y voltaje que las compañías distribuyen a nuestras casas, comercios u otros es corriente alterna.
Para que los artefactos electrónicos que allí tenemos puedan funcionar adecuadamente, la corriente alterna debe de convertirse en corriente continua.
Para realizar esta operación se utilizan diodos semiconductores que conforman circuitos rectificadores. Inicialmente se reduce el voltaje de la red (110 / 220 voltios AC u otro) a uno más bajo como 12 o 15 Voltios AC con ayuda de un transformador. A la salida del transformador se pone el circuito rectificador.
La tensión en el secundario del transformador es alterna, y tendrá un semiciclo positivo y uno negativo
Polarización del diodo en sentido directoDurante el semiciclo positivo el diodo queda polarizado en directo, permitiendo el paso de la corriente a través de él.
Si el diodo es considerado como ideal, este se comporta como un cortocircuito, entonces toda la tensión del secundario aparecerá en la resistencia de carga.
Polarización del diodo en sentido inversoDurante el semiciclo negativo, la corriente entregada por el transformador querrá circular en sentido opuesto a la flecha del diodo. Si el diodo es considerado ideal entonces este actúa como un circuito abierto y no habrá flujo de corriente.
La forma de onda de salida de un rectificador de 1/2 onda será como se muestra en la siguiente figura
DIODO RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA
Cuando hablamos de punto medio, nos referimos a que el transformador tiene tres salidas en el secundario, es decir, un secundario doble con toma central. En el circuito representado, se rectifican los semiciclos positivos de una señal alterna. El semiciclo positivo irá alternándose entre las dos salidas del transformador, sin contar con el punto medio. Cuando el semiciclo positivo se encuentre en la parte superior del transformador actuará el diodo de arriba; cuando el semiciclo positivo se encuentre en la parte de abajo del transformador actuará el diodo de abajo.
La relación existente entre tensiones e intensidades de entrada y salida es:
Vd = 0,4* Vvy Id = 1,2* Iv.
Este circuito se utiliza poco porque el transformador sale menos económico, de todos modos, en el caso de que se utilice solo se hace con circuitos baja potencia.
DIODO ZENER
El diodo zener es un tipo especial de diodo, que siempre se utiliza polarizado inversamente.
Recordar que los diodos comunes, como el diodo rectificador (en donde se aprovechan sus características de polarización directa y polarización inversa), conducen siempre en el sentido de la flecha.
En este caso la corriente circula en contra de la flecha que representa el diodo. Si el diodo zener se polariza en sentido directo se comporta como un diodo rectificador común.
Cuando el diodo zener funciona polarizado inversamente mantiene entre sus terminales un voltaje constante.
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| En el gráfico se ve el símbolo de diodo zener (A - ánodo, K - cátodo) y el sentido de la corriente para que funcione en la zona operativa Se analizará el diodo Zener, no como un elemento ideal, si no como un elemento real y se debe tomar en cuenta que cuando éste se polariza en modo inverso si existe una corriente que circula en sentido contrario a la flecha del diodo, pero de muy poco valor. |
La capacidad que alcanza el capacitor que se forma, es del orden de los pico o nanofaradios.
Cuando varía la tensión de polarización inversa aplicada al diodo, aumenta o disminuye de igual forma la zona de deplexión. En un diodo, esto equivale a acercar o alejar las placas de un capacitor.
Los diodos varicap se controlan mediante la tensión que se les aplica; por lo que el cambio de capacidad se puede hacer mediante otro circuito de control, ya sea digital o analógico.
Las aplicaciones de los varicap son la mayoría de las veces en circuitos resonantes, los cuales permiten seleccionar una señal de una frecuencia específica, de entre muchas señales de diferentes valores.
A diferencia del diodo semiconductor normal que tiene una unión P–N, el diodo schottky tiene una unión Metal-N.
Estos diodos se caracterizan por su velocidad de conmutación, una baja caída de Voltaje uando están polarizados en directo (típicamente de 0.25 a 0.4 voltios).
El diodo Schottky está más cerca del diodo ideal que el diodo semiconductoromún pero tiene algunas características que hacen imposible su utilización en aplicaciones de potencia.
Estas son:
El diodo Schottky está más cerca del diodo ideal que el diodo semiconductoromún pero tiene algunas características que hacen imposible su utilización en aplicaciones de potencia.
El diodo Schottky tiene poca capacidad de conducción de corriente en directo (en sentido de la flecha).
Esta característica no permiten que sea utilizado como diodo rectificador. Hay procesos de rectificación (por ejemplo fuentes de alimentación) en que la cantidad de corriente que tienen que conducir en sentido directo es bastante grande.- El diodo Schottky no acepta grandes voltajes que lo polaricen inversamente (VCRR).
El proceso de rectificación antes mensionado también requiere que la tensión inversa que tiene que soportar el diodo sea grande.
DIODO TUNEL
El diodo Tunnel se comporta de una manera muy interesante conforme se le va aumentando una tensióntensióntensióntensión aplicada en sentido directo.
- Cuando se aplica una pequeña tensión, el diodo tunnel empieza a conducir (la corriente empieza a fluir).
- Si se sigue aumentando esta tensión la corriente aumentará hasta llegar un punto después del cual la corriente disminuye.
- La corriente continuará disminuyendo hasta llegar al punto mínimo de un "valle" y ....
- Después volverá a incrementarse. En esta ocasión la corriente continuará aumentando conforme aumenta la tensión.
Si alguna vez ha visto, unas pequeñas luces de diferentes colores que se encienden y apagan, en algún circuito electrónico, ha visto los diodo LED en funcionamiento.
El LED es un tipo especial de diodo, que trabaja como un diodo común, pero que al ser atravesado por la corriente eléctrica, emite luz.
Existen diodos LED de varios colores que dependen del material con el cual fueron construidos. Hay de color rojo, verde, amarillo, ámbar, infrarrojo, entre otros.
Eléctricamente el diodo LED se comporta igual que un diodo de silicio o germanio.
Si se pasa una corriente a través del diodo semiconductor, se inyectan electrones y huecos en las regiones P y N, respectivamente.
Dependiendo de la magnitud de la corriente, hay recombinación de los portadores de carga (electrones y huecos). Hay un tipo de recombinaciones que se llaman recombinaciones radiantes (aquí la emisión de luz).
DIODO INFRAROJO
Los diodos infrarrojos (IRED) se emplean desde mediados del siglo XX en mandos a distancia de
televisores, habiéndose generalizado su uso en otros electrodomésticos como equipos de aire
acondicionado, equipos de música, etc. y en general para aplicaciones de control remoto, así como en
dispositivos detectores.
FOTODIODO
Visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se polariza inversamente, con lo que se
producirá una cierta circulación de corriente cuando sea excitado por la luz. Debido a su construcción,
los fotodiodos se comportan como células fotovoltaicas, es decir, en ausencia de luz exterior generan
una tensión muy pequeña con el positivo en el ánodo y el negativo en el cátodo. Esta corriente presente
en ausencia de luz recibe el nombre de corriente de oscuridad.fotodiodo es un semiconductor construido con una unión PN, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se polariza inversamente, con lo que se producirá una cierta circulación de corriente cuando sea excitado por la luz. Debido a su construcción, los fotodiodos se comportan como células fotovoltaicas, es decir, en ausencia de luz exterior generan una tensión muy pequeña con el positivo en el ánodo y el negativo en el cátodo. Esta corriente presente en ausencia de luz recibe el nombre de corriente de oscuridad.
Principio de funcionamiento
Un fotodiodo es una unión P-N o estructura P-I-N. Cuando una luz de suficiente energía llega al diodo,
excita un electrón dándole movimento y crea un hueco con carga positiva. Si la absorción ocurre en la
zona de agotamiento de la unión, o a una distancia de difusión de él, estos portadores son retirados de
la unión por el campo de la zona de agotamiento, produciendo una fotocorriente.
DIODO LASER
La palabra LASER proviene de las siglas en inglés: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
que significa: Amplificación de luz por Emisión estimulada de radiación
Lo anterior se refiere a un extraño proceso cuántico, donde la luz característica emitida por electrones cuando pasan de un estado de alta energía a un estado de menor energía, estimulan a otros electrones para crear "saltos" similares.
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