3.3: Clasificaciones de diodos

Una hoja de datos típica de diodos contendrá figuras para los siguientes parámetros:

Voltaje inverso máximo repetitivo = V _RRM, la cantidad máxima de voltaje que el diodo puede soportar en modo de polarización inversa, en pulsos repetidos. Idealmente, esta cifra sería infinita.

Voltaje inverso máximo de CC = V _R o V _CC, la cantidad máxima de voltaje que el diodo puede soportar en modo de polarización inversa de forma continua. Idealmente, esta cifra sería infinita.

Voltaje directo máximo = V _F, generalmente especificado en la corriente directa nominal del diodo. Idealmente, esta cifra sería cero: el diodo no proporciona oposición alguna a la corriente directa. En realidad, el voltaje directo es descrito por la “ecuación de diodo”.

Corriente directa máxima (promedio) = I _{F (AV)}, la cantidad promedio máxima de corriente que el diodo es capaz de conducir en modo de polarización directa. Esto es fundamentalmente una limitación térmica: cuánto calor puede manejar la unión PN, dado que la potencia de disipación es igual a la corriente (I) multiplicada por voltaje (V o E) y la tensión directa depende tanto de la corriente como de la temperatura de unión. Idealmente, esta cifra sería infinita.

Corriente directa máxima (pico o sobretensión) = I _FSM o i _{f (sobretensión)}, la cantidad máxima máxima de corriente que el diodo es capaz de conducir en modo de polarización directa. Nuevamente, esta clasificación está limitada por la capacidad térmica de la unión de diodos, y suele ser mucho mayor que la clasificación de corriente promedio debido a la inercia térmica (el hecho de que el diodo tarda una cantidad finita de tiempo en alcanzar la temperatura máxima para una corriente dada). Idealmente, esta cifra sería infinita.

Disipación total máxima = P _D, la cantidad de potencia (en vatios) permisible para que el diodo se disipe, dada la disipación (P=IE) de la corriente del diodo multiplicada por la caída de voltaje del diodo, y también la disipación (P=I ² R) de la corriente del diodo al cuadrado multiplicada por el volumen resistencia. Fundamentalmente limitado por la capacidad térmica del diodo (capacidad de tolerar altas temperaturas).

Temperatura de unión operativa = T _J, la temperatura máxima permisible para la unión PN del diodo, generalmente dada en grados Celsius (^o C). El calor es el “talón de Aquiles” de los dispositivos semiconductores: deben mantenerse fríos para funcionar correctamente y dar una larga vida útil.

Rango de temperatura de almacenamiento = T _STG, el rango de temperaturas permitidas para almacenar un diodo (sin alimentación). A veces se da junto con la temperatura de unión de funcionamiento (T _J), debido a que la temperatura máxima de almacenamiento y las clasificaciones de temperatura máxima de funcionamiento suelen ser idénticas. Sin embargo, en todo caso, la clasificación de temperatura máxima de almacenamiento será mayor que la clasificación de temperatura máxima de funcionamiento.

Resistencia térmica = R (θ), la diferencia de temperatura entre la unión y el aire exterior (R (θ) _JA) o entre la unión y los conductores (R (θ) _JL) para una disipación de potencia dada. Expresado en unidades de grados Celsius por ^{vatio (o} C/W). Idealmente, esta cifra sería cero, lo que significa que el paquete de diodos era un conductor térmico y un radiador perfectos, capaz de transferir toda la energía térmica desde la unión al aire exterior (o a los cables) sin diferencia de temperatura a través del grosor del paquete de diodos. Una alta resistencia térmica significa que el diodo acumulará una temperatura excesiva en la unión (donde es crítica) a pesar de los mejores esfuerzos para enfriar el exterior del diodo, y así limitará su disipación de potencia máxima.

Corriente inversa máxima = I _R, la cantidad de corriente a través del diodo en operación de polarización inversa, con la tensión inversa nominal máxima aplicada (V _CC). A veces se conoce como corriente de fuga. Idealmente, esta cifra sería cero, ya que un diodo perfecto bloquearía toda la corriente cuando se polariza hacia atrás. En realidad, es muy pequeña en comparación con la corriente delantera máxima.

Capacitancia de unión típica = C _J, la cantidad típica de capacitancia intrínseca a la unión, debido a que la región de agotamiento actúa como dieléctrico que separa las conexiones de ánodo y cátodo. Esta suele ser una cifra muy pequeña, medida en el rango de picofaradios (pF).

Tiempo de recuperación inversa = t _rr, la cantidad de tiempo que tarda un diodo en “apagarse” cuando el voltaje a través de él alterna de polarización directa a polaridad de polarización inversa. Idealmente, esta cifra sería cero: el diodo detiene la conducción inmediatamente después de la inversión de polaridad. Para un diodo rectificador típico, el tiempo de recuperación inversa está en el rango de decenas de microsegundos; para un diodo de “conmutación rápida”, puede ser solo de unos pocos nanosegundos.

La mayoría de estos parámetros varían con la temperatura u otras condiciones de funcionamiento, por lo que una sola cifra no describe completamente ninguna clasificación dada. Por lo tanto, los fabricantes proporcionan gráficas de clasificaciones de componentes trazadas contra otras variables (como la temperatura), para que el diseñador de circuitos tenga una mejor idea de lo que es capaz el dispositivo.