Diodos. Curva característica y tensión umbral

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En el post anterior vimos lo que es un diodo y la diferencia de una polarización directa e inversa. La curva característica representa el comportamiento en el flujo de electrones (corriente) que ocurre al ser sometido el diodo a una tensión que polarice al mismo directa o inversamente.

En la siguiente figura queda representado lo que sucede si aumentamos la tensión en un diodo polarizado directa o inversamente:

curva caracterisitca

  • Cuando el diodo está polarizado en directa, no hay una corriente significativa hasta que la tensión en el diodo sea superior a la barrera de potencial.
  • Cuando el diodo está polarizado en inversa, casi no hay corriente inversa hasta que la tensión del diodo alcanza la tensión de ruptura. Se produce entonces una avalancha de electrones inversa que destruye al diodo.

Tensión umbral

En la zona de polarización directa, es la tensión a partir de la cual la corriente empieza a incrementarse rápidamente. Normalmente en el análisis de circuitos con diodos se dirige a determinar si la tensión del diodo es mayor o menor que la tensión umbral. Si es mayor, el diodo conduce fácilmente, si es menor, lo hace con pobreza.

  • Para un diodo de silicio: Vk ≈ 0,7 V
  • Para un diodo de germanio Vk ≈ 0,3 V

Circuitos con diodos

El símbolo del diodo es una flecha que apunta del lado P a N:

simbolo diodo

Para resolver circuitos con diodos, se sustituye el diodo por un elemento de circuito equivalente, dependiendo de cuál sea la región de trabajo:

  • Polarización directa: el modelo más simple por el que se puede sustituir el diodo es un interruptor cerrado, ya que en estas condiciones el diodo conduce muy bien el sentido de P a N.
  • Polarización inversa: el modelo más sencillo por el que se puede sustituir el diodo es por un interruptor abierto, ya que en estas condiciones el diodo prácticamente no deja pasar la corriente.

Por lo general, no sabemos si el diodo está polarizado en directa o en inversa. Que en el circuito esté representado de una manera no significa que el diodo se esté comportando de esa manera, por lo que tendremos que plantear una hipótesis sencilla:

  • Si está polarizado en directa, la corriente va de P a N.
  • Si está polarizado en inversa, no hay corriente entre P y N.

Veamos algunos ejemplos:

diodo2

Hipótesis 1: el diodo está en directa, habría que medir la corriente I y comprobar que va de P a N:

diodo2.1

V = R * I; 2 =1 * I; I =2mA (ojo con las unidades) de P a N

Está de acuerdo con la hipótesis, por lo tanto está en directa.

Hipótesis 2: el diodo está en inversa, habría que medir la tensión entre P y N y debe ser < 0.

diodo2.2

VPN = VP – VN = 2 – 0 = 2V

VP = 2V!!!!!

VN = 0V

Como hay más tensión en P que en N, está polarizado en inversa.

Recordar que podéis utilizar el método de nodos o mallas para resolver circuitos más complicados, más adelante veremos algunos ejemplos.

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