Diodos

Diodo en primer plano. Nótese la forma cuadrada del cristal semiconductor (objeto negro de la izquierda).

Desde el descubrimiento del efecto rectificador de la unión p-n en la década de los 40, se ha desarrollado una gran variedad de dispositivos cuyos funcionamiento está basado fundamentamente en las propiedades de la unión p-n. Entre ellos, cabe destacar sobre todo los dispositivos opto-electrónicos, tales como los fotodetectores y los diodos emisores de luz, así como los modernos diodos láser. Entre las muchas aplicaciones de estos dispositivos hay que citar por ejemplo el campo de las comunnicaciones por fibra óptica, mediante las cuales es posible trasmitir mucha mayor infomación que en los sistemas de comunicación por cable convencional.

El diodo como elemento rectificador.

Unas de las aplicaciones más inmediatas de los diodos es la rectificación de tensión alternas. Según se ha visto en el tema 1, los diodos semiconductores presentan una elevada resistencia cuando están polarizados en invers, mientras que su resistencia es prácticamente cero cuando se les polariza en directo con un voltaje superior al umbral. .

En la figura 1.a. Se presenta un circuito simple de rectificación de una tensión alterna, , en el que se incluye un diodo en serie con una resistencia, . Esta resistencia representa un elemento de consumo sobre el que se pretende aplicar tensiones únicamente positivas en uno de sus extremos. En el semiperiodo positivo de la señal del generador, , el diodo presenta una resistencia muy pequeña, por lo que prácticamente  toda la tensión cae en la resistencia externa de la carga . La onda de salida, , es entonces práticamente igual a la señal de entrada (tramo AB en la figura 1.b). En contraste, durante el semipeiódo negativo de la señal  el diodo ofrece una resistencia muy elevada, de forma que efecto prácticos puede considerarse infinita. En estas circuntancias, toda la tensión  cae en el diodo y en consecuencia la tensión  que cae en  es próxima a cero (tramo BC de la figura 1.b). Así pues,mediante el circuito simple de la figura 1.a sólo los ciclos positivos de la señal actúan sobre la carga, y por esta razón se le denomina rectificador de media onda. Debido a que para tensiones positivas por denajo de la tensión umbral la resisitencia del diodo es ya muy elevada, una pequeña parte del ciclo positivo (tramos AA' y BB' en la figura 1,b) aparece también anulada en la señal de salida. Es evidente además, que el conjunto diodo-resistencia de carga actúa como un divisor de tensión de forma que el efecto rectificador está limitado a resisitencias de carga mucho menores que la resistencia del diodo en polarización inversa, y a la vez mucho mayores que la resistencia en directo.

Figura.1. a) Esquema de un circuito rectificador simple para la corriente alterna formado por un diodo, D, en serie con la resistencia de carga ,. b) Variación de la señal de salida,  , para una señal de entrada, , en forma de onda sinusidal.