Cuadro Diodos

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ADMINISTRACIÓN DEL ENSAMBLE Y MANTENIMIENTO DE COMPUTADORES Y REDES

Versión 1

Centro Gestión de Mercados, Logística y Tecnologías de la Información Programa de Teleinformática Bogotá, 2009

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Nombre Cargo LUIS Aprendiz FELIPE DUITAMA CASTILLO John Pérez Instructor

Dependencia Centro Gestión de Mercados, Logística y Tecnologías de la Información Centro Gestión de Mercados, Logística y Tecnologías de la Información

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Fecha Abril de 2009 Abril de 2009

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CUADRO DIODOS

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DIODO DIODOS RECTIFICADORES

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DESCRIPCIÓN

USOS

Este tipo de diodos (normalmente de silicio) soportan elevadas temperaturas (hasta 200ºC en la unión), siendo su resistencia muy baja y la corriente en tensión inversa muy pequeña. Gracias a esto se pueden construir diodos de pequeñas dimensiones para potencias relativamente grandes, desbancando así a los diodos termoiónicos desde hace tiempo. Los distintos encapsulados de estos diodos dependen del nivel de potencia que tengan que disipar. Hasta 1w se emplean encapsulados de plástico. Por encima de este valor el encapsulado es metálico y en potencias más elevadas es necesario que el encapsulado tenga previsto una rosca para fijar este a un radiador y así ayudar al diodo a disipar el calor producido por esas altas corrientes. Igual le pasa a los puentes de diodos integrados.

Estos diodos tienen su principal aplicación en la conversión de corriente alterna AC, en corriente continua DC. Sus aplicaciones van desde elemento indispensable en fuentes de alimentación como en televisión, aparatos de rayos X y microscopios electrónicos, donde deben rectificar tensiones altísimas. En fuentes de alimentación se utilizan los diodos formando configuración en puente (con cuatro diodos en sistemas monofásicos), o utilizando los puentes integrados que a tal efecto se fabrican y que simplifican en gran medida el proceso de diseño de una placa de circuito impreso.

Símbolo:

A significa Ánodo (+) y la K significa Cátodo (-). Aspecto físico:

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Polarización directa y polarización inversa de un diodo rectificador. A. Polarización directa: El positivo de la batería va al ánodo y el negativo al cátodo. El diodo conduce manteniendo en sus extremos una caída de tensión de 0.7 voltios. B. Polarización inversa: El positivo de la batería va al cátodo y el negativo al ánodo. El diodo no conduce. Toda la tensión cae en el. Puede existir una pequeña corriente de fuga del orden de µAmperios.

DIODO ZENER Es un diodo de silicio que se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas. Llamados a veces diodos de avalancha o de ruptura, el diodo zener es la parte esencial de los reguladores de tensión casi constantes con independencia de que se presenten grandes variaciones de la tensión de red, de la resistencia de carga y temperatura. Símbolo:

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El diodo zener sirve para regular o estabilizar el voltaje en un circuito. El diodo zener se utiliza en los circuitos, con polarización inversa, es decir positivo en el cátodo y negativo en el ánodo. Los diodos Zener generan ruido. Por esa característica, son usados en los generadores de ruido y puentes de ruido.

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Aspecto físico:

Cuando el diodo zener funciona polarizado inversamente mantiene entre sus terminales un voltaje constante. Resistencia Zener Un diodo zener, como cualquier diodo, tiene cierta resistencia interna en sus zonas P y N; al circular una corriente a través de éste se produce una pequeña caída de tensión de ruptura. Se emplean para producir entre sus extremos una tensión constante e independiente de la corriente que las atraviesa según sus especificaciones. Para conseguir esto se aprovecha la propiedad que tiene la unión PN cuando se polariza inversamente al llegar a la tensión de ruptura (tensión de zener), pues, la intensidad inversa del diodo sufre un aumento brusco. Para evitar la destrucción del diodo por la avalancha producida por el aumento de la intensidad se le pone en serie una resistencia que limita dicha corriente. Se producen desde 3,3 v y con una potencia mínima de 250 mW. Los encapsulados pueden ser de plástico o metálico según la potencia que tenga que disipar 6

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Los diodos de capacidad variable, más conocidos como varicap's, varían su capacidad interna al ser alterado el valor de la tensión que los polariza de forma inversa. Estos basan su funcionamiento en el principio que hace que la anchura de la barrera de potencial en una unión PN varía en función de la tensión inversa aplicada entre sus extremos. Al aumentar dicha tensión, aumenta la anchura de esa barrera, disminuyendo así la capacidad del diodo. De este modo se obtiene un condensador variable controlado por tensión. Los valores de capacidad obtenidos van desde 1 a 500 pF. La tensión inversa mínima tiene que ser de 1v. DIODO DE CAPACIDAD VARIABLE (VARICAP)

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La aplicación de estos diodos se encuentra en la sintonía de TV, modulación de frecuencia en transmisiones de FM, radio y osciladores controlados por voltaje (Oscilador controlado por tensión).. Las bandas que se pueden sintonizar son: - BANDA I o VL: Canales bajos de VHF DE 47 A 68 MHZ - BANDA III o VHF: Canales altos de VHF DE 174 A 230 MHZ - BANDA V o UHF: Canales altos DE 470 A 854 MHZ En tecnología de microondas se pueden utilizar como limitadores: al aumentar la tensión en el diodo, Se utiliza con polarización su capacidad varía, modificando inversa. la impedancia que presenta y Al aplicarle una tensión en sus desadaptando el circuito, de modo extremos se almacena una carga que refleja la potencia incidente. eléctrica como en un condensador. Cuanto mayor sea el voltaje aplicado, menor será la capacidad. Símbolo:

Aspecto físico:

DIODO LED 7

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Es un diodo que Cuando se le aplica tensión, polarizado directamente, emite luz. Se fabrica con un compuesto formado por Galio, Arsénico y Fósforo. La intensidad mínima para que un diodo LED emita luz visible es de 4mA y, por precaución como máximo debe aplicarse 50mA. Símbolo:

Aspecto físico:

Para identificar los terminales del diodo LED observaremos como el cátodo será el terminal más corto, siendo el más largo el ánodo. Además en el encapsulado, normalmente de plástico, se observa un chaflán en el lado en el que se encuentra el cátodo. Emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN del mismo y circula por él una corriente eléctrica. Este fenómeno es una forma de electroluminiscencia. El color (longitud de onda), depende del material semiconductor empleado en la construcción del diodo y puede variar desde el ultravioleta, 8

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Se emplean, en aparatos electrónicos como indicadores luminosos, por ejemplo: televisores, videos, mandos, etc. Se utilizan como señal visual y en el caso de los infrarrojos en los mandos a distancia. Se utiliza ampliamente en aplicaciones visuales, como indicadoras de cierta situación específica de funcionamiento. Se utilizan para desplegar contadores - Para indicar la polaridad de una fuente de alimentación de corriente continua. - Para indicar la actividad de una fuente de alimentación de corriente alterna. - En dispositivos de alarma, etc.

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pasando por el visible, hasta el infrarrojo. Los diodos emisores de luz que emiten luz ultravioleta también reciben el nombre de UV LED (UltraV'iolet Light-Emitting Diode) y los que emiten luz infrarroja suelen recibir la denominación de IRED (InfraRed Emitting Diode). Para obtener una buena intensidad luminosa debe escogerse bien la corriente que atraviesa el LED; para ello, hay que tener en cuenta que el voltaje de operación va desde 1,8 hasta 3,8 voltios aproximadamente (lo que está relacionado con el material de fabricación y el color de la luz que emite) y la gama de intensidades que debe circular por él varía según su aplicación. Valores típicos de corriente directa de polarización de un LED corriente están comprendidos entre los 10 y los 40 mA. En general, los LEDs suelen tener mejor eficiencia cuanto menor es la corriente que circula por ellos, con lo cual, en su operación de forma optimizada, se suele buscar un compromiso entre la intensidad luminosa que producen (mayor cuanto más grande es la intensidad que circula por ellos) y la eficiencia (mayor cuanto menor es la intensidad que circula por ellos). DIODO LÁSER

En los diodos láserpara favorecer la emisión estimulada y generación de luz láser, el cristal semiconductor del diodo puede tener la forma de una lámina delgada con un lado totalmente reflectante y otro sólo reflectacte de forma parcial (aunque muy reflectacte también), lográndose 9

Comunicaciones de datos por fibra óptica. Lectores de CDs, DVDs y formatos derivados. Interconexiones ópticas entre circuitos integrados. Impresoras láser. Escáneres o digitalizadores. Sensores, etc.

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así una unión PN de grandes dimensiones con las caras exteriores perfectamente paralelas y reflectantes.Este conjunto forma una guía de onda, en ella, los fotones emitidos en la dirección adecuada se reflejarán repetidamente en dichas caras reflectantes (en una totalmente y en la otra sólo parcialmente), lo que ayuda a su vez a la emisión de más fotones estimulados dentro del material semiconductor y consiguientemente a que se amplifique la luz (mientras dure el bombeo derivado de la circulación de corriente por el diodo). Parte de estos fotones saldrá del diodo láser a través de la cara parcialmente transparente (la que es sólo reflectante de forma parcial). Este proceso da lugar a que el diodo emita luz, que al ser coherente en su mayor parte (debido a la emisión estimulada), posee una gran pureza espectral. Símbolo:

Aspecto físico:

FOTODIODO 10

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Son dispositivos semiconductores construidos con una unión PN, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se polarizarán inversamente, con lo que producirán una cierta circulación de corriente cuando sean excitados por la luz. Debido a su construcción se comportan como células fotovoltaicas, es decir, en ausencia de tensión exterior, generan una tensión muy pequeña con el positivo en el ánodo y el negativo en el cátodo. Tienen una velocidad de respuesta a los cambios bruscos de luminosidad mayores a las células fotoeléctricas. Símbolo:

Aspecto físico:

El material empleado en la composición de un fotodiodo es un factor crítico para definir sus propiedades. Suelen estar compuestos de silicio, sensible a la luz visible (longitud de onda de hasta 1 µm); germanio para luz infrarroja (longitud de onda hasta 11

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Se utiliza en televisores, videos, y equipos de música como sensor de los mandos a distancia que utilizan diodos emisores de rayos infrarrojos. En el desarrollo de células solares económicas, miniaturización y mejora de los sensores CCD y CMOS, así como de fotodiodos más rápidos y sensibles para su uso en telecomunicaciones con fibra óptica.

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aprox. 1,8 µm); o de cualquier otro material semiconductor. También es posible la fabricación de fotodiodos para su uso en el campo de los infrarrojos medios (longitud de onda entre 5 y 20 µm), pero estos requieren refrigeración por nitrógeno líquido. Silicio 190–1100 nm Germanio 800–1700 nm Indio galio arsénico (InGaAs) 800–2600 nm sulfuro de plomo <1000-3500 nm Antiguamente se fabricaban exposímetros con un fotodiodo de selenio de una superficie amplia.

DIODO AVALANCHA

Diseñado especialmente para trabajar en tensión inversa. En estos diodos, poco dopados, cuando la tensión en polarización inversa alcanza el valor de la tensión de ruptura, los electrones que han saltado a la banda de conducción por efecto de la temperatura se aceleran debido al campo eléctrico incrementando su energía cinética, de forma que al colisionar con electrones de valencia los liberan; éstos a su vez, se aceleran y colisionan con otros electrones de valencia liberándolos también, produciéndose una avalancha de electrones cuyo efecto es incrementar la corriente conducida por el diodo sin apenas incremento de la tensión. Aspecto físico:

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La aplicación típica de estos diodos es la protección de circuitos electrónicos contra sobretensiones. El diodo se conecta en inversa a tierra, de modo que mientras la tensión se mantenga por debajo de la tensión de ruptura sólo será atravesado por la corriente inversa de saturación, muy pequeña, por lo que la interferencia con el resto del circuito será mínima; a efectos prácticos, es como si el diodo no existiera. Al incrementarse la tensión del circuito por encima del valor de ruptura, el diodo comienza a conducir desviando el exceso de corriente a tierra evitando daños en los componentes del circuito. Los diodos avalancha generan ruido de radio frecuencia; son comúnmente utilizados como fuentes de ruido en equipos de radio frecuencia. También son usados como fuentes de ruido en los analizadores de antena y como generadores de ruido blanco.

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DIODO SCHOTTKY

Diodo cuya construcción se basa en la unión metal conductor La conexión se establece entre un metal y un material semiconductor con gran concentración de impurezas, de forma que solo existirá un movimiento de electrones, ya que son los únicos portadores mayoritarios en ambos materiales. Al igual que el de germanio, y por la misma razón, la tensión de umbral cuando alcanza la conducción es de 0,2 a 0,3v. Igualmente tienen una respuesta notable a altas frecuencias, encontrando en este campo sus aplicaciones más frecuentes Un inconveniente de esto tipo de diodos se refiere a la poca intensidad que es capaz de soportar entre sus extremos. El encapsulado de estos diodos es en forma de cilindro, de plástico o de vidrio. De configuración axial. Sobre el cuerpo se marca el cátodo, mediante un anillo serigrafiado. Un inconveniente de esto tipo de diodos se refiere a la poca intensidad que es capaz de soportar entre sus extremos. El encapsulado de estos diodos es en forma de cilindro, de plástico o de vidrio. De configuración axial. Sobre el cuerpo se marca el cátodo, mediante un anillo serigrafiado. Un inconveniente de esto tipo de diodos se refiere a la poca intensidad que es capaz de soportar entre sus extremos. El encapsulado de estos diodos es en forma de cilindro, de plástico o de vidrio. De configuración axial. 13

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El diodo Schottky se emplea en varios circuitos integrados de logica TTL. Por ejemplo los tipos ALS y AS permiten que los tiempos de conmutación entre los transistores sean mucho menores puesto que son más superficiales y de menor tamaño por lo que se da una mejora en la relación velocidad/potencia. El tipo ALS permite mayor potencia y menor velocidad que la LS, mientras que las AL presentan el doble de velocidad que las Schottly TTL con la misma potencia.

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Sobre el cuerpo se marca el cátodo, mediante un anillo serigrafiado. Símbolo:

Aspecto físico:

DIODO PIN

Estructura de tres capas, siendo la intermedia, semiconductor intrínseco, y las externas, una de tipo P y la otra tipo N (estructura P-I-N que da nombre al diodo). Sin embargo, en la práctica, la capa intrínseca se sustituye bien por una capa tipo P de alta resistividad (π) o bien por una capa n de alta resistividad (ν). Símbolo:

Aspecto físico:

Cuando se le aplica una polarización directa al diodo PIN, 14

El diodo PIN puede ejercer, entre otras cosas, como: conmutador de RF resistencia variable protector de sobretensiones fotodetector El diodo PIN se puede utilizar como conmutador de microondas. Tiene capacidad para manejar alta potencia.

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conduce corriente y se comporta como un interruptor cerrado. Si se le aplica una polarización inversa se comporta como un interruptor abierto, no dejando pasar la señal. Este tipo de diodo se utiliza para la detección de pequeñas señales, o señales débiles, por lo que trabaja con pequeñas corrientes. La tensión Umbral, o tensión a partir de la cual el diodo, polarizado directamente, comienza a conducir, suele ser inferior a la del diodo rectificador. O sea la V. Umbral es aproximadamente 0,3 voltios. DIODO DE SEÑAL

Se emplean, sobre todo en la detección de señales de Radio Frecuencia (RF). Se utilizan en etapas moduladoras, demoduladoras, mezcla y limitación de señales.

Símbolo:

Aspecto físico:

El material semiconductor suele ser el Germanio. DIODO GUNN

Diodo usado en la electrónica de alta frecuencia. A diferencia de los diodos ordinarios construidos con regiones de dopaje P o N, solamente tiene regiones del tipo N, razón por lo que impropiamente se le conoce como diodo. Existen en este dispositivo tres regiones; dos de ellas tienen regiones tipo N fuertemente dopadas y una delgada región 15

Los diodos Gunn son usados para construir osciladores en el rango de frecuencias comprendido entre los 10 Gigahertz y frecuencias aún más altas (hasta Terahertz). Este diodo se usa en combinación con circuitos resonantes construidos con guías de ondas, cavidades coaxiales y resonadores YIG (monocristal de granate Itrio e hierro, Yttrium Iron Garnety la

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intermedia de material ligeramente dopado. Cuando se aplica un voltaje determinado a través de sus terminales, en la zona intermedia el gradiente eléctrico es mayor que en los extremos. Eventualmente esta zona empieza a conducir esto significa que este diodo presenta una zona de resistencia negativa. Los diodos Gunn suelen fabricarse de arseniuro de galio para osciladores de hasta 200 GHz, mientras que los de Nitruro de Galio pueden alcanzar los 3 Terahertz. Símbolo:

Aspecto físico:

DIODO SHOCKLEY

Dispositivo de dos terminales que tiene dos estados estables: OFF o de alta impedancia y ON o baja impedancia. Está formado por cuatro capas de semiconductor tipo n y p, dispuestas alternadamente. Símbolo:

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sintonización es realizada mediante ajustes mecánicos, excepto en el caso de los resonadores YIG en los cuales los ajustes son eléctricos.

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Aspecto físico:

DIODO TÚNEL

Diodo semiconductor que tiene El diodo túnel puede funcionar una unión pn, en la cual se como amplificador, como produce el efecto túnel que da oscilador o como biestable. origen a una conductancia diferencial negativa en un cierto intervalo de la característica corriente-tensión. La presencia del tramo de resistencia negativa permite su utilización como componente activo (amplificador/oscilador). Una característica importante del diodo túnel es su resistencia negativa en un determinado intervalo de voltajes de polarización directa. Cuando la resistencia es negativa, la corriente disminuye al aumentar el voltaje. Esencialmente, este diodo es un dispositivo de baja potencia para aplicaciones que involucran microondas y que están relativamente libres de los efectos de la radiación. Símbolo:

Aspecto físico:

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SÍMBOLOS ELECTRÓNICOS - DIODOS DIFERENTES TIPOS DE DIODOS Diodo rectificador común

Diodo rectificador de onda completa

Diodo láser

Diodo supresor de tensión

Diodo sensible a la temperatura

Diodo de intensidad constante

Diodo túnel

Diodo bidireccional NPN

Diodo Schottky

LED

Diodo magnético Diodo bidireccional PNP

FOTODIODOS

Fotodiodo común

Fotodiodo PNP

Fotodiodo NPN

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Fotodiodo PNP de cátodo común

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DIODOS ZENER

DIODOS VARICAP

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