3.2: Comprobación del medidor de un diodo

La funcionalidad de la polaridad del diodo

Poder determinar la polaridad (cátodo versus ánodo) y la funcionalidad básica de un diodo es una habilidad muy importante para el aficionado o técnico de la electrónica. Dado que sabemos que un diodo no es esencialmente más que una válvula unidireccional para electricidad, tiene sentido que podamos verificar su naturaleza unidireccional utilizando un ohmímetro de CC (alimentado por batería) como en la Figura siguiente. Conectado de una manera a través del diodo, el medidor debe mostrar una resistencia muy baja en (a). Conectado al revés a través del diodo, debería mostrar una resistencia muy alta en (b) (“OL” en algunos modelos de medidores digitales).

Determinación de la polaridad del diodo: (a) La baja resistencia indica polarización directa, el plomo negro es cátodo y el ánodo de plomo rojo (para la mayoría de los medidores) (b) Los conductores de inversión muestran una alta resistencia que indica polarización inversa.

¿Cómo Determinar el Diodo?

Por supuesto, para determinar qué extremo del diodo es el cátodo y cuál es el ánodo, se debe saber con certeza qué cable de prueba del medidor es positivo (+) y cuál es negativo (-) cuando se establece en la función “resistencia” o “Ω”. Con la mayoría de los multímetros digitales que he visto, el cable rojo se vuelve positivo y el plomo negro negativo cuando se establece para medir la resistencia, de acuerdo con la convención estándar de código de color de la electrónica. Sin embargo, esto no está garantizado para todos los metros. Muchos multímetros analógicos, por ejemplo, en realidad hacen que sus cables negros sean positivos (+) y sus cables rojos negativos (-) cuando se cambian a la función de “resistencia” ¡porque es más fácil fabricarlo de esa manera!

Un problema con el uso de un ohmímetro para verificar un diodo es que las lecturas obtenidas solo tienen valor cualitativo, no cuantitativo. En otras palabras, un ohmímetro sólo te dice de qué manera conduce el diodo; la indicación de resistencia de bajo valor obtenida al conducir es inútil. Si un ohmímetro muestra un valor de “1.73 ohmios” mientras polariza hacia delante un diodo, esa cifra de 1.73 Ω no representa ninguna cantidad del mundo real útil para nosotros como técnicos o diseñadores de circuitos. No representa la caída de tensión directa ni ninguna resistencia “masiva” en el material semiconductor del diodo en sí, sino que es una cifra que depende de ambas cantidades y variará sustancialmente con el ohmímetro particular utilizado para tomar la lectura.

Por esta razón, algunos fabricantes de multímetros digitales equipan sus medidores con una función especial de “verificación de diodos” que muestra la caída de voltaje directa real del diodo en voltios, en lugar de una cifra de “resistencia” en ohmios. Estos medidores funcionan forzando una pequeña corriente a través del diodo y midiendo el voltaje caído entre los dos cables de prueba. (Figura abajo)

El medidor con una función de “comprobación de diodos” muestra la caída de voltaje directo de 0.548 voltios en lugar de una resistencia baja.

La lectura de voltaje directo obtenida con dicho medidor será típicamente menor que la caída “normal” de 0.7 voltios para silicio y 0.3 voltios para germanio debido a que la corriente proporcionada por el medidor es de proporciones triviales. Si un multímetro con función de verificación de diodos no está disponible, o si desea medir la caída de voltaje directo de un diodo con alguna corriente no trivial, el circuito de la figura a continuación puede construirse usando una batería, una resistencia y un voltímetro

Medición de voltaje directo de un diodo sin función de medidor de “comprobación de diodos”: (a) Diagrama esquemático. b) Diagrama pictórico.

Conectar el diodo hacia atrás a este circuito de prueba simplemente resultará en que el voltímetro indique el voltaje completo de la batería.

Si este circuito fuera diseñado para proporcionar una corriente constante o casi constante a través del diodo a pesar de los cambios en la caída de voltaje directo, podría usarse como base de un instrumento de medición de temperatura, el voltaje medido a través del diodo es inversamente proporcional a la temperatura de unión del diodo. Por supuesto, la corriente del diodo debe mantenerse al mínimo para evitar el autocalentamiento (el diodo disipa cantidades sustanciales de energía térmica), lo que interferiría con la medición de la temperatura.

Tenga en cuenta que algunos multímetros digitales equipados con una función de “verificación de diodos” pueden generar un voltaje de prueba muy bajo (menos de 0.3 voltios) cuando se establece en la función regular de “resistencia” (Ω): demasiado bajo para colapsar completamente la región de agotamiento de una unión PN. La filosofía aquí es que la función de “verificación de diodos” se va a utilizar para probar dispositivos semiconductores, y la función de “resistencia” para cualquier otra cosa. Al usar un voltaje de prueba muy bajo para medir la resistencia, es más fácil para un técnico medir la resistencia de componentes no semiconductores conectados a componentes semiconductores ya que las uniones de componentes semiconductores no se polarizarán hacia delante con tales tensiones bajas.

Considere el ejemplo de una resistencia y diodo conectados en paralelo, soldados en su lugar en una placa de circuito impreso (PCB). Normalmente, se tendría que dessoldar la resistencia del circuito (desconectarla de todos los demás componentes) antes de medir su resistencia, de lo contrario, cualquier componente conectado en paralelo afectaría la lectura obtenida. Cuando se usa un multímetro que emite un voltaje de prueba muy bajo a las sondas en el modo de función “resistencia”, la unión PN del diodo no tendrá suficiente voltaje impreso a través de ella para llegar a polarizarse hacia adelante, y solo pasará corriente insignificante. En consecuencia, el medidor “ve” el diodo como un circuito abierto (sin continuidad), y solo registra la resistencia de la resistencia. (Figura abajo)

El ohmímetro equipado con un voltaje de prueba bajo (<0.7 V) no ve diodos lo que le permite medir resistencias paralelas.

Si se utilizara dicho ohmímetro para probar un diodo, indicaría una resistencia muy alta (muchos mega-ohmios) incluso si se conectara al diodo en la dirección “correcta” (polarizada hacia adelante). (Figura abajo)

Ohmímetro equipado con un voltaje de prueba bajo, demasiado bajo para diodos de polarización directa, no ve diodos.

La intensidad de voltaje inverso de un diodo no se prueba tan fácilmente porque exceder la PIV de un diodo normal generalmente resulta en la destrucción del diodo. Sin embargo, tipos especiales de diodos que están diseñados para “descomponerse” en modo de polarización inversa sin daños (llamados diodos zener), que se prueban con la misma fuente de voltaje/resistor/circuito voltímetro, siempre que la fuente de voltaje sea de valor lo suficientemente alto como para forzar al diodo a su ruptura región. Más sobre este tema en una sección posterior de este capítulo.

Revisar

• Se puede usar un ohmímetro para verificar cualitativamente la función del diodo. Debe haber baja resistencia medida en una dirección y una resistencia muy alta medida en la otra. Al usar un ohmímetro para este propósito, ¡asegúrate de saber qué cable de prueba es positivo y cuál es negativo! La polaridad real puede no seguir los colores de los cables como cabría esperar, dependiendo del diseño particular del medidor.
• Algunos multímetros proporcionan una función de “verificación de diodos” que muestra el voltaje directo real del diodo cuando su corriente conductora. Dichos medidores suelen indicar un voltaje directo ligeramente menor que lo que es “nominal” para un diodo, debido a la muy pequeña cantidad de corriente utilizada durante la verificación.