¿Cómo funciona un Circuito básico del diodo semiconductor?

Una resistencia o resistor es un dispositivo lineal porque el valor de la resistencia interna no Varia, mientras que un diodo es un dispositivo no lineal porque su resistencia interna está en función a la tensión aplicada.

Su símbolo es el siguiente:

En la siguiente figura podemos observar un diodo polarizado directamente porque el ánodo o positivo del diodo coincide con el terminal positivo de la batería.

Mientras la tensión en el diodo (Vd) sea menor a la tensión umbral, no habrá o será mínima la corriente que circule en el circuito.

Cuando el voltaje en el diodo supere a la tensión umbral de 0.7 V para el silicio, se producirá un incremento de corriente en el circuito.

El diodo tiene una resistencia interna que está en función del nivel de dopado de las zonas P y N. Esta resistencia interna generalmente es menor a 1 Ohmio.

La potencia en el diodo se puede encontrar de la siguiente fórmula:

Pd = Vd x Id

La resistencia en serie R permite limitar la corriente como protección para que el diodo no sobrepase la corriente máxima permitida.

Ruptura y curva característica de un diodo

Todos los diodos están diseñados para que tengan un límite de voltaje en polarización inversa, pasado este límite de voltaje que aproximadamente puede ser de 50 voltios, se produce una ruptura o una avalancha de corriente tal como se muestra en la siguiente figura.

En polarización directa la corriente puede aumentar, pero se mantiene un voltaje de umbral que puede ser de 0.7 voltios para el silicio y 0.3 voltios para el germanio.

¿Qué es la polarización directa en un diodo semiconductor?

Cuando le aplicamos un voltaje a un diodo y lo configuramos coincidiendo el positivo de la batería con la región P y el negativo de la batería con la región N, se dice que lo estamos polarizando directamente.

Sucede que al aplicar el voltaje de la batería los electrones en la región P y N son empujados hacia la zona de deplexión o frontera. Aquí hay dos posibilidades:

a.- Que el voltaje de la batería sea menor a la barrera de potencial.

Si es menor a la barrera de potencial (de 0.7 voltios para silicio ó 0.3 voltios para germanio), los electrones y huecos no tienen la suficiente energía para atravesar la frontera y por lo tanto no se produce un flujo de electrones.

b.- Que el voltaje de la batería sea mayor a la barrera de potencial.

Si es mayor a la barrera de potencial (de 0.7 voltios para silicio ó 0.3 voltios para germanio), los electrones y huecos tienen la suficiente energía para atravesar la frontera y por lo tanto se produce un flujo de electrones.

En resumen, un diodo polarizado directamente con un voltaje mayor a la barrera de potencial deja pasar el flujo de electrones y se comporta en forma similar a una resistencia de muy bajo valor.