Diodos (7) - Aplicaciones

El diodo se puede puede hacer funcionar de 2 maneras diferentes:

Polarización directa:

Cuando la corriente circula en sentido directo, es decir del ánodo A al cátodo K, siguiendo la ruta de la flecha (la del diodo). En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportándose prácticamente como un corto circuito. El diodo conduce y a títulos prácticos es como si tuviéramos un interruptor cerrado.

Polarización inversa:

Cuando una tensión negativa en bornes del diodo tiende a hacer pasar la corriente en sentido inverso, opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o sea del cátodo (K) al ánodo (A). En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prácticamente como un circuito abierto. El diodo está bloqueado.

                      

En modo ideal, la curva característica de un diodo sería entonces el estilo:

donde vemos que el diodo se comporta como un cortociorcuito cuando está polarizado en directa y como un circuito abiero cuando está polarizado en inversa. Las curvas características corriente-tensión real e ideal se muestran a continuación,

Una característica importante de un diodo o ideal es la corriente de recuperación inversa. Cuando un diodo pasa de conducción a corte, la corriente en él disminuye y, momentáneamente se hace negativa antes de alcanzar el valor cero, como se muestra en la siguiente figura. 

La línea punteada representaría el comportamiento ideal si fuera un interruptor perfecto.

En la imagen podemos ver que el tiempo que tarda el diodo en cortar la corriente inversa transitoria que se ha creado, es lo lo que llamamos Tiempo de recuperación inversa (trr) y será un parámetro fundamental en los proyectos en los que tengamos

Diodos (2) - Tipos

Los diodos se pueden clasificar de acuerdo a sus características eléctricas y a sus características constructivas, las cuales determinan sus aplicaciones, y son éstas las que nos van a ayudar a seleccionar el candidatos más idóneos.

De entre las muchas opciones que podréis considerar (ver imagen como guía), os vamos a explicar cuáles son las más relevantes y qué significan:

Corriente continua directa, o corriente máxima (IF): es el valor máximo de la corriente promedio que pueden conducir en polarización directa sin destruirse por sobrecalentamiento.

Cáida de tensión directa, o voltaje de conducción directa (VF): el valor de la caída de voltaje en un diodo semiconductor polarizado directamente, como resultado de la corriente que circula a través de él. Dicho valor es ligeramente superior al potencial de la barrera.

Tensión inversa máxima, voltaje de ruptura o de avalancha (VBR): indica el nivel de voltaje, que aplicado a un diodo polarizado inversamente, puede hacerlo conducir llegando incluso a destruir el dispositivo, ya que en el momento de la conducción la corriente inversa de fuga crece bruscamente. Su valor es generalmente alto, del orden de 100V o más, excepto en los diodos Zener.

Corriente de fuga inversa máxima (IR): es la corriente que circula a través de un diodo polarizado inversamente. Teóricamente es igual a cero, pero en realidad ésta tiene un valor muy pequeño, del orden de microamperios o nanoamperios.

Tiempo de recuperación inverso (tRR): expresa el tiempo que tarda la unión PN en desaloja la carga eléctrica que acumula, cuando se encuentra polarizado inversamente.

Estas características se deben tener en cuenta en el momento de elegir el modelo más apropiado para una tarea específica, procurando siempre no acercarse demasiado a los valores máximos, ya que puede ocurrir un daño fácilmente y con ello destruir o degradar irreversiblemente el componente.

Diodos (1) - Introducción

El diodo es un componente electrónico que permite el paso de la corriente en un solo sentido. Si utilizamos la analogía hidráulica y sustituimos la corriente eléctrica por corriente de agua, el diodo vendría a representar el comportamiento de una compuerta o de una válvula, que solo deja pasar el agua en un sentido en la tubería y no en el otro.

Es por ello por lo que la representación simbólica que se le asigna a los diodos es una flecha con tope, que viene a indicar el único sentido que permite el flujo de corriente, bloqueándola cuando intenta fluir en el sentido contrario.

Es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar prácticamente en cualquier circuito electrónico, y constan de la unión de dos tipos de material semiconductor, uno tipo N y otro tipo P, separados por una juntura llamada barrera o unión.

Y ¿para qué podemos necesitar nosotros este tipo de componentes en nuestros proyectos?. Pues la primera aplicación práctica que se nos ocurre, será para proteger a nuestro Arduino de corrientes indeseadas que se hayan provocado bien por fallo o por algún pulso transitorio de un motor que no hayamos considerado en nuestro diseño. Haciendo uso de un diodo estaremos más seguros de estar protegidos.