CURVA CARACTERÍSTICA DE DIODOS

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  CURVA CARACTERÍSTICA DE DIODOS Las décadas que siguieron a la introducción del transistor en los años cuarenta han atestiguado un cambio sumamente drástico en la industria electrónica. La miniaturización que ha resultado nos maravilla cuando consideramos sus límites. La miniaturización de los últimos años ha producido sistemas semiconductores tan pequeños que el propósito principal de su encapsulado es proporcionar simplemente algunos medios para el manejo del dispositivo y para asegurar que las
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  CURVA CARACTERÍSTICA DE DIODOS Las décadas que siguieron a la introducción del transistor en los años cuarenta hanatestiguado un cambio sumamente drástico en la industria electrónica. La miniaturización queha resultado nos maravilla cuando consideramos sus límites.La miniaturización de los últimos años ha producido sistemas semiconductores tan pequeñosque el propósito principal de su encapsulado es proporcionar simplemente algunos mediospara el manejo del dispositivo y para asegurar que las conexiones permanezcan fijas a laoblea del semiconductor. Tres factores limitan en apariencia los límites de la miniaturización:la calidad del propio material semiconductor, la técnica del diseño de la red y los límites delequipo de manufactura y procesamiento.El primer dispositivo electrónico que se presentará se denomina diodo. Es el más sencillo delos dispositivos semiconductores pero desempeña un papel vital en los sistemas electrónicos,con sus características que se asemejan en gran medida a las de un sencillo interruptor.Aparte de los detalles de su construcción y características, los datos y gráficas muyimportantes que se encontrarán en las hojas de especificaciones también se estudiarán paraasegurar el entendimiento de la terminología empleada y para poner de manifiesto laabundancia de información de la que por lo general se dispone y que proviene de losfabricantes.Antes de examinar la construcción y características de un dispositivo real, consideremosprimero un dispositivo ideal, para proporcionar una base comparativa. El diodo ideal es undispositivo de dos terminales que tiene el símbolo y las características que se muestran en lafigura 1.1a y b, respectivamente.(a)(b)Figura 1.1 Diodo ideal: (a) símbolo; (b) característica.  En forma ideal, un diodo conducirá corriente en la dirección definida por la flecha en elsímbolo y actuará como un circuito abierto para cualquier intento de establecer corriente en ladirección opuesta. En esencia. Las características de un diodo ideal son las de un interruptor que puede conducircorriente en una sola dirección.Modelos matemáticos de los diodos. El modelo matemático más empleado es el de Shockley (en honor aWilliam BradfordShockley)que permite aproximar el comportamiento del diodo en la mayoría de lasaplicaciones. La ecuación que liga laintensidad de corrientey ladiferencia de potenciales: Donde:    I  es la intensidad de la corriente que atraviesa el diodo    V  D  es la diferencia de tensión entre sus extremos.    I  S  es la corriente de saturación (aproximadamente 10 − 12 A )    n  es el coeficiente de emisión, dependiente del proceso de fabricación del diodo y quesuele adoptar valores entre 1 (para elgermanio)y del orden de 2 (para elsilicio). El Voltaje térmico V  T  es aproximadamente 25.85mV en 300K, una temperatura cercana a latemperatura ambiente, muy usada en los programas de simulación de circuitos. Para cadatemperatura existe una constante conocida definida por:Donde k es laconstante de Boltzmann,  T  es la temperatura absoluta de la unión pn, y q  es lamagnitud de la carga de unelectrón(lacarga elemental). La ecuación de diodo ideal de Schockley  o la ley de diodo  se deriva de asumir que solo losprocesos que le dan corriente al diodo son por el flujo (debido al campo eléctrico), difusión, yla recombinación térmica. También asume que la corriente de recombinación en la región deagotamiento es insignificante. Esto significa que la ecuación de Schockley no tiene en cuentalos procesos relacionados con la región de ruptura e inducción por fotones. Adicionalmente,no describe la estabilización de la curva I-V en polarización activa debido a la resistenciainterna.Bajo voltajes negativos, la exponencial en la ecuación del diodo es insignificante. y lacorriente es una constante negativa del valor de I s . La región de ruptura no esta modelada enla ecuación de diodo de Schockley.Para voltajes pequeños en la región de polarización directa, se puede eliminar el 1 de laecuación, quedando como resultado:  Con objeto de evitar el uso de exponenciales, en ocasiones se emplean modelos más simplesaún, que modelan las zonas de funcionamiento del diodo por tramos rectos; son los llamados modelos de continua o de Ram-señal . El más simple de todos es el diodo ideal  . HOJA DE DATOS DE LOS DIODOS UTILIZADOS:DIODO DE SILICIO 1N4007: El diodo de silicio comienza aconducir apartir de los 0,7vy el de germanio en 0,3vy esto se debe a su material    POLARIZACION: Es el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar prácticamente en cualquiercircuito electrónico. Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la más utilizada) y de germanio .Constan de dos partes una llamada N y la otra llamada P , separados por una  juntura    tambiénllamada barrera  o unión  . Esta barrera o unión es de 0.3 voltios en el germanio y de 0.6voltios aproximadamente en el diodo de silicio.El diodo se puede hacer funcionar de 2 maneras diferentes: Polarización directa: Es cuando la corriente que circula por el diodo sigue la ruta de la flecha(la del diodo), o sea del ánodo al cátodo . En este caso la corriente atraviesa con muchafacilidad el diodo comportándose éste prácticamente como un corto circuito.  
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