Tipos de Diodos: Simbología y Aplicaciones

En este artículo, aprenderemos sobre los diferentes tipos de diodos, sus aplicaciones, funcionamiento y simbología de cada uno.

Entre los diodos más comunes tenemos el Diodo de Unión PN, el diodo Zener, Diodo Emisor de Luz (LED), Diodo Schottky, diodo Túnel, Diodo Varactor, Diodo Avalancha, Diodo PIN, Diodo Laser, etc.

Los diodos son dispositivos/componentes electrónicos de dos terminales que funcionan como un interruptor unidireccional, es decir, permiten que la corriente fluya solo en una dirección. Estos diodos se fabrican con materiales semiconductores como silicio, germanio y arseniuro de galio.

Los dos terminales del diodo se conocen como ánodo y cátodo. Según la diferencia de potencial entre estos dos terminales, el funcionamiento del diodo se puede clasificar de dos formas:

• Si el ánodo tiene un potencial más alto que el cátodo, entonces se dice que el diodo está en polarización directa y permite que fluya la corriente.
• Si el cátodo tiene un potencial más alto que el ánodo, entonces se dice que el diodo está en polarización inversa y no permite que fluya la corriente.

Los diferentes tipos de diodos tienen diferentes requisitos de voltaje. Para los diodos de silicio, el voltaje directo es de 0.7V y para los diodos de germanio, es de 0.3V. Por lo general, en los diodos de silicio, la banda oscura en un extremo del diodo indica el terminal del cátodo y el otro terminal es el ánodo.

Existen dos códigos de identificación para el diodo: el sistema americano y el sistema convencional.

• En el sistema americano, el código comienza con 1N seguido del número de serie del diodo.
• En el sistema convencional, hay dos letras al principio, la primera indica el material semiconductor (A = germanio, B = silicio) y la segunda letra indica las aplicaciones del diodo (A= diodo de señal, Y = diodo rectificador, Z = diodo Zener).

Tipos de Diodos y Sus Aplicaciones

Entendamos los diferentes tipos de diodos semiconductores disponibles para su uso en diferentes aplicaciones. Algunos tipos son:

Diodo Emisor de Luz (LED)

El Diodo Emisor de Luz o LED es uno de los tipos de diodos más populares. Cuando esta en polarización directa con la corriente eléctrica que fluye a través de la unión, se produce luz.

En la mayoría de los diodos, la luz (infrarrojos) no se puede ver ya que se encuentran en frecuencias que no permiten la visibilidad.

Cuando el diodo está encendido o en polarización directa, los electrones comienzan a recombinarse con los huecos dentro del dispositivo y empiezan a liberar energía en forma de luz (electroluminiscencia).

El color original de estos diodos era el rojo, pero hoy en día se pueden conseguir la mayoría de los colores.

Aplicaciones: En los dispositivos electrónicos, los LEDs se utilizan a menudo como lámparas indicadoras y sustituyen a las pequeñas bombillas incandescentes. Los diodos emisores de luz se utilizan en muchas aplicaciones como señales de tráfico, flashes de cámaras, iluminación de aviación, faros de automóviles, etc.

Diodo Avalancha

Este tipo de diodo opera en polarización inversa y utiliza el efecto avalancha para su funcionamiento. La ruptura por avalancha ocurre en toda la unión PN, cuando la caída de voltaje es constante e independiente de la corriente.

Generalmente, el diodo avalancha se usa para la fotodetección, donde se pueden obtener altos niveles de sensibilidad mediante el proceso de avalancha.

El diodo avalancha funciona eléctricamente de forma similar al diodo Zener. Sin embargo, la concentración de dopaje de un diodo Zener es relativamente mayor que la de un diodo avalancha.

Aplicaciones: El diodo avalancha se utiliza para proteger cualquier circuito de sobretensiones no deseadas.

Diodo Láser

Un Diodo Láser es similar a un LED porque convierte la energía eléctrica en energía luminosa. Pero a diferencia del LED, el diodo láser produce luz coherente.

Los diodos láser son más caros que los LED. Sin embargo, son más baratos que otras formas de generadores láser. Además, estos diodos láser tienen una vida útil limitada.

Aplicaciones: Estos componentes electrónicos se utilizan en muchas aplicaciones, como en las unidades de DVD y CD, punteros láser e impresoras láser, etc.

Diodo Schottky

El Diodo Schottky, llamado así por el físico alemán Walter H. Schottky, es un tipo de diodo que consiste en una pequeña unión entre un metal y un semiconductor de tipo N. No tiene una unión P-N.

Estos diodos presentan una caída de tensión directa más baja en comparación con los diodos de Unión PN de silicio. A bajas corrientes, la caída puede estar entre 0.15 y 0.4 voltios, en comparación con los 0.6 voltios de un diodo de silicio.

La limitación del diodo Schottky es que tiene una baja tensión de ruptura inversa y una alta corriente de fuga inversa.

Aplicaciones: Los diodos Schottky se utilizan en aplicaciones de RF, aplicaciones de rectificador y diodos de sujeción.

Diodo Zener

El Diodo Zener recibe su nombre de Clarence Malvin Zener, quien descubrió el efecto zener.

Este tipo de diodo proporciona una tensión de referencia estable, por lo que es un tipo de diodo muy útil y se usa en grandes cantidades.

El diodo Zener funciona en polarización inversa y cuando alcanza una determinada tensión se rompe. Por ello, este tipo de diodo se utiliza mucho para proporcionar una tensión de referencia en las fuentes de alimentación reguladas.

En polarización directa, funciona como un simple diodo de unión P-N (rectificador).

El diodo Zener tiene una mayor concentración de dopaje que un diodo de unión P-N normal. Por lo tanto, tiene una región de agotamiento muy fina.

Aplicaciones: En las fuentes de alimentación, estos diodos se utilizan ampliamente para proporcionar una tensión estabilizada para proteger los circuitos de la sobretensión.

Fotodiodo

Los fotodiodos se utilizan para detectar la luz y presentan uniones anchas y transparentes. Generalmente, estos diodos operan en polarización inversa, en donde incluso pequeñas cantidades de flujo de corriente, resultantes de la luz, pueden detectarse con facilidad. Los fotodiodos también se pueden utilizar para generar electricidad, como paneles solares e incluso en fotometría.

Diodo Varicap o Diodo Varactor

Este tipo de diodo presenta una polarización inversa colocada sobre él, que varía el ancho de la capa de agotamiento según el voltaje colocado a través del diodo. Este diodo actúa como un condensador y las placas del condensador están formadas por la extensión de las regiones de conducción y la región de agotamiento como el dieléctrico aislante. Al alterar la polarización del diodo, cambia el ancho de la región de agotamiento, variando así la capacitancia.

Diodo Rectificador

Estos diodos se utilizan para rectificar las entradas de energía alterna en las fuentes de alimentación. Pueden rectificar los niveles de corriente que van desde un amplificador hacia arriba. Si se requieren bajas caídas de voltaje, entonces se pueden usar diodos Schottky, sin embargo, generalmente estos diodos son diodos de unión PN.

Diodo PIN

Este tipo de diodo tiene áreas de silicio tipo P y tipo N, pero entre ellas hay un área de semiconductor intrínseco (es decir, sin dopaje). Esto aumenta el tamaño de lo que se denomina región de agotamiento. Este tipo de diodo se utiliza en una serie de aplicaciones, incluidos interruptores de radiofrecuencia y como fotodiodos.

Unión PN

La unión PN puede considerarse como el tipo de diodo normal o estándar que se utiliza en la actualidad. Este componente electrónico está incorporado en muchos diseños de circuitos electrónicos y también se utiliza en muchos diseños de circuitos de RF. Estos diodos pueden presentarse como pequeños tipos de señales para su uso en radiofrecuencia u otras aplicaciones de baja corriente, u otros tipos pueden ser de alta corriente y alto voltaje que se pueden usar para aplicaciones de energía.

Diodo Túnel

El diodo de túnel es similar a una unión P-N estándar, excepto que los niveles de dopaje son altos con una región de agotamiento estrecha. La tunelización es un efecto causado por efectos de la mecánica cuántica cuando los electrones atraviesan una barrera potencial. Se puede encontrar en muchas aplicaciones de microondas.

Diodos de Supresión de Voltaje Transitorio

Este diodo se utiliza para proteger los componentes electrónicos que son sensibles contra picos de voltaje.

Diodos Dopados en Oro

Estos diodos usan oro como dopante y pueden operar a frecuencias de señal incluso si aumenta la caída de voltaje directo.

Diodo Gunn

Este diodo está hecho de materiales como GaAs o InP que exhiben una región de resistencia diferencial negativa.

Diodos de Súper Barrera

También se denominan diodos rectificadores. Estos diodos tienen la propiedad de una corriente de fuga inversa baja como la del diodo de unión p-n normal y una caída de voltaje directa baja como la del diodo Schottky con capacidad de manejo de sobretensión.

Diodos de Contacto Puntual

La construcción de este diodo es más simple y se utiliza en aplicaciones analógicas y como detector en receptores de radio. Este diodo está construido con semiconductor tipo n y pocos metales conductores colocados para estar en contacto con el semiconductor. Algunos metales se mueven hacia el semiconductor para formar una pequeña región de semiconductor tipo p cerca del contacto.

Diodos Peltier

Este diodo se utiliza como motor térmico y sensor para enfriamiento termoeléctrico.

Diodo de Cristal

Estos son un tipo de diodos de contacto puntual que también se denominan diodos de bigotes de gato. Este diodo se compone de un fino alambre de metal afilado que se presiona contra el cristal semiconductor. El alambre de metal es el ánodo y el cristal semiconductor es el cátodo. Estos diodos están obsoletos.

Rectificador Controlado de Silicio

Como su nombre lo indica, este diodo se puede controlar o activar a la condición de ENCENDIDO debido a la aplicación de un pequeño voltaje. Pertenecen a la familia de tiristores y se utilizan en varios campos de control de motores de CC, regulación del campo del generador, control del sistema de iluminación y variadores de frecuencia. Este es un dispositivo de tres terminales con ánodo, cátodo y tercer cable o compuerta controlado.

Diodos de Vacío

Este diodo es un tubo de vacío de dos electrodos que puede tolerar altos voltajes inversos.

Hay muchos tipos de diodos, cada uno de ellos adecuado para su propia aplicación. No sólo la tecnología difiere entre los distintos tipos de diodos, sino que también pueden estar contenidos en diferentes enpaques: algunos pueden tener plomo y otros pueden atornillarse a disipadores térmicos y, con la cantidad de montaje de placas de circuito impreso que utiliza técnicas de fabricación automatizadas, los diodos SMD se utilizan ahora en grandes cantidades.