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Diodo inversamente polarizado

Modelo del diodo inversamente polarizado
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Inversa.gif

Diodo inversamente polarizado. El diodo es un dispositivo electrónico capaz de conducir la corriente en un sentido y en el otro sentido es mal conductor de la corriente eléctrica.

El diodo se polariza directa e inversamente

Se invierte la polaridad de la fuente de continua, el diodo se polariza en inversa, el terminal negativo de la batería conectado al lado p y el positivo al n, esta conexión se denomina Polarización Inversa. Esta conexión se muestra en la Fig.1

Diodo inversamente polarizado

El terminal negativo de la batería atrae a los huecos y el terminal positivo atrae a los electrones libres, así los huecos y los electrones libres se alejan de la unión y la zona de carga epacial se ensancha.

A mayor anchura de la zona de carga espacial mayor diferencia de potencial, la zona de deplexión deja de aumentar cuando su diferencia de potencial es igual a la tensión inversa aplicada (V), entonces los electrones y huecos dejan de alejarse de la unión.


A mayor tensión inversa aplicada mayor será la zona de caraga espacial. Existe una pequeña corriente en polarización inversa, porque la energía térmica crea continuamente pares electrón-hueco, lo que hace que halla pequeñas concentraciones de portadores minoritarios a ambos lados, la mayor parte se recombina con los mayoritarios pero los que están en la zona de carga espacial pueden vivir lo suficiente para cruzar la unión y tenemos así una pequeña corriente. La zona de deplexión empuja a los electrones hacia la derecha y a los huecos hacia la izquierda, se crea así una corriente la corriente inversa de saturación (Is)que depende de la temperatura. Fig.2

Figura2

Movimiento de los electrones minoritarios y sentido de la corriente inversa. Además hay otra corriente, corriente superficial de fugas causada por las impurezas del cristal y las imperfecciones en su estructura interna. Esta corriente depende de la tensión de la fuente. Entonces la corriente con polarización inversa (I ó IR) será la suma de esas dos corrientes:


Ruptura

Los diodos admiten unos valores máximos en las tensiones que se les aplican, existe un límite para la tensión máxima en inversa con que se puede polarizar un diodo sin correr el riesgo de destruirlo.

Tabla 1


Tabla variación de la corriente inversa total con la tensión aplicada

A la tensión en la que la IR aumenta de repente, se le llama, tensión de ruptura (VRuptura). A partir de este valor IR es muy grande y el diodo se estropea. En el diodo ha ocurrido el efecto] avalancha o ruptura por avalancha.

Efecto avalancha

En polarización inversa se generan pares electrón-hueco que provocan la corriente inversa de saturación; si la tensión inversa es elevada los electrones se aceleran incrementando su energía cinética de forma que al chocar con electrones de alencia pueden provocar su salto a la banda de conducción. Estos electrones liberados, a su vez, se aceleran por efecto de la tensión, chocando con más electrones de valencia y liberándolos a su vez. El resultado es una avalancha de electrones que provoca una corriente grande. Este fenómeno se produce para valores de la tensión superiores a 6V.

Efecto Zener

Cuanto más dopado está el material, menor es la anchura de la zona de carga. Puesto que el campo eléctrico E puede expresarse como cociente de la tensión V entre la distancia d; cuando el diodo esté muy dopado, y por tanto d sea pequeño, el campo eléctrico será grande, del orden de 3·105 V/cm. En estas condiciones, el propio campo puede ser capaz de arrancar electrones de valencia incrementándose la corriente. Este efecto se produce para tensiones de 4 V o menores. Para tensiones inversas entre 4 y 6 V la ruptura de estos diodos especiales, como los Zener, se puede producir por ambos efectos.


Aplicaciones del diodo

  • Rectificador de media onda
  • Rectificador de onda completa
  • Rectificador en paralelo
  • Doblador de tensión
  • Estabilizador Zener
  • Led
  • Limitador
  • Circuito fijador
  • ultiplicador de tensión
  • Divisor de tensión

Fuentes