2.6: Resumen

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En este capítulo hemos examinado la estructura y funcionamiento de la unión PN. Un cruce PN produce una región de agotamiento que es un área desprovista de cargos gratuitos. Esto conduce a una pendiente de energía o voltaje de barrera, cuyo valor preciso depende del material utilizado así como de otros factores como la temperatura. La unión PN es la base para la mayoría de los diodos. Su característica de corriente-voltaje es descrita por la ecuación de Shockley y muestra una característica logarítmica (es decir, el voltaje es proporcional al log de la corriente).

Los terminales de un diodo se identifican como el ánodo (material P) y el cátodo (material N). Si se aplica un potencial positivo que es mayor que el voltaje de barrera del ánodo al cátodo, el diodo conducirá la corriente. Si se invierte la polaridad, el diodo no conducirá. Por lo tanto, un modelo simple del diodo es un interruptor sensible a la polaridad. Los modelos mejorados incluyen el voltaje de barrera directa y la resistencia masiva del diodo. Otro refinamiento incluye el efecto de ruptura inversa, es decir, la tendencia de un diodo a comenzar a conducir repentinamente si el potencial de polarización inversa es lo suficientemente grande. Para los diodos ordinarios, no se debe permitir que el potencial inverso alcance la avería.

Además de los diodos de conmutación y rectificación comunes, también están disponibles otros tipos. Estos incluyen el Zener que normalmente se usa en modo de polarización inversa. Se usa comúnmente para establecer o limitar un voltaje específico. En polarización directa, un Zener se comporta como un diodo ordinario. Los LEDs producen luz a partir de una entrada eléctrica. Sus potenciales de avance tienden a estar en la vecindad de unos pocos voltios. El fotodiodo es el complemento del LED y produce una corriente o voltaje que escala con la luz incidente. El diodo Schottky es notable por sus velocidades de conmutación rápidas y su bajo potencial de barrera. Finalmente, el varactor se utiliza como capacitancia controlada eléctricamente. Se utiliza en modo de polarización inversa.

2.6.1: Preguntas de revisión

1. ¿Qué es una región de agotamiento?

2. Dibuja y explica el diagrama de energía para una unión PN, incluyendo el nivel Fermi.

3. Describir y comparar los tres modelos de diodos.

4. Explicar la diferencia entre la resistencia efectiva de CC y la resistencia de CA de un diodo.

5. Enumere algunas de las diferencias prácticas entre los diodos de conmutación, los diodos Zener y los LED.