ALUMNO: Javier ALUMNO: Javier Oswaldo Rojas Antón CODIGO:14190144 CODIGO:14190144 Tema Tema 2.‐ Teoría del Diodo. Diodo. 1.- n !n diodo "olari#ado$ %asi toda la tensión e&terna a"li%ada a"are%e en a' (ni%amente en los %onta%tos met)li%os *' en los %onta%tos met)li%os + en las #onas " + n c) la zona de vaciamiento o deplexión ,!ando se somete al diodo a !na dieren%ia de tensión e&terna$ se di%e !e el diodo est) "olari#ado$ "!diendo ser la "olari#a%ión dire%ta o inversa. /n diodo semi%ond!%tor moderno est) e%o de %ristal semi%ond!%tor %omo el sili%io %on im"!re#as en l "ara %rear !na reión !e %ontena "ortadores de %ara neativa 3ele%trones'$ llamada semi%ond!%tor de ti"o n$ + !na reión en el otro lado !e %ontena "ortadores de %ara "ositiva 3!e%os'$ llamada semi%ond!%tor ti"o ". as terminales del diodo se !nen a %ada reión. l límite dentro del %ristal de estas dos reiones$ llamado !na !nión 56$ 56$ es dond do nde e la im im"o "ort rtan an%i %ia a de dell di diod odo o to toma ma s! l! l!a arr. l %r %ris ista tall %o %ond nd!% !%e e !n !na a %orriente de ele%trones del lado n 3llamado %)todo'$ "ero no en la dire%%ión o"!esta7 es de%ir$ %!ando !na %orriente %onven%ional 8!+e del )nodo al %)todo 3o"!esto al 8!jo de los ele%trones'.
2.- n los diodos D a' se %onvierte la enería l!minosa en enería el%tri%a b) se genea adiación electomagn!tica visible debida a las ecombinaciones de los paes electón"#$eco electón"#$eco %' se "rod!%e radia%ión ele%tromanti%a %!ando se s!"era la tensión inversa de r!"t!ra l diodo emisor de l!# 3ig 3ight ht mitt mitter er Diode' iode' es$ %omo s! "ro"io nom*re indi%a$ !n diodo !e "rod!%e l!# visi*le %!ando se en%!entra en %ond!%%ión. n %!al!i %!al!ier er !nión !nión "-n "olari "olari#ad #ada a en dire%t dire%ta$ a$ dentr dentro o de la estr! estr!%t! %t!ra ra +$ "rin%i"almente$ %er%a de la !nión se "rod!%en re%om*ina%iones de + e-. sta sta re%o re%om* m*in ina% a%ió ión n re! re!ier iere e !e !e la ener enerí ía a !e !e "ose "osee e el e- li*r li*re e se trans:era a otro estado. n todas las !niones "-n "arte de esta enería se %onvierte en %alor + otra "arte se emite en orma de otones. n el ;i + el
=.- n !n diodo %on "olari#a%ión inversa a' no e&iste *arrera de "oten%ial en la #ona de de"le&ión *' e&iste !na %orriente inversa de sat!ra%ión 3>s' de*ida a la in+e%%ión de "ortadores ma+oritarios c) existe $na coiente invesa de sat$ación %Is) dependiente de la tempeat$a
a distan%ia !e la #ona de %ara es"a%ial "enetre en %ada !na de las #onas de"ender) del nivel de do"ado de las mismas. ,!anto m)s do"ada est !na #ona menosse adentrar) en la misma la #ona de de"le&ión. 5or lo tanto$ en "rin%i"io res!ltar) !na %orriente n!la. ;in em*aro$ de*emos de tener en %!enta a los "ortadores minoritarios 3e - en la #ona " + en la #ona n "rovenientes de la orma%ión de "ares e - - de*ida a la rot!ra trmi%a de enla%es'. Así$el %am"o el%tri%o a"li%ado tender) a llevar a los e - de la #ona " a%ia la #ona n + a los !e%os de la #ona n a%ia la #ona ". sto s!"one !na %orriente res!ltante !e se denomina corriente inversa de saturación o corriente de fugas. sta %orriente de"ende de la tem"erat!ra + no de "ende de la tensión inversa a"li%ada.
4.- os diodos #ener a' no %ond!%en %on "olari#a%ión dire%ta b) pesentan $na esistencia m$& ba'a en la egión de cond$cción invesa %' "!eden re!lar la tensión sin %ons!mir enería os diodos #ener est)n dise?ados "ara !n%ionar en la #ona de r!"t!ra + disi"ar las "oten%ias !e se "rod!%en. ste ti"o de diodos se !tili#an "olari#ados en inversa. a !*i%a%ión de la #ona #ener se "!ede %ontrolar variando los niveles de do"ado. /na a"li%a%ión tí"i%a es el em"leo de los #ener en %ir%!itos re!ladores de tensión.
@.- n !na !nión "n$ el e!ivalente de %ir%!ito a*ierto en la reión de "olari#a%ión inversa$ se lora mejor a' a altas tem"erat!ras b) a ba'as tempeat$as %' a tem"erat!ras intermedias De*emos detener en %!enta a los "ortadores minoritarios 3e- en la #ona " + en la #ona n "rovenientes de la orma%ión de "ares e- - de*ida a la rot!ra trmi%a de enla%es'. Así$ el %am"o el%tri%o a"li%ado tender) a llevar a los e- de la #ona " a%ia la #ona n + a los !e%os de la #ona n a%ia la #ona ". sto s!"one !na %orriente res!ltante !e se denomina corriente inversa de saturación o corriente de fugas. sta %orriente de"ende dire%tamente de la tem"erat!ra + no de "ende de la tensión inversa a"li%ada.
.- a #ona de %ara de es"a%io a) s$ anc#$a depende del dopa'e del semicond$cto *' est) %onstit!ida "or "ortadores de ele%tri%idad %' en dire%ta dismin!+e asta desa"are%er + !emarse a distan%ia !e la #ona de %ara es"a%ial "enetre en %ada !na de las #onas de"ender) del nivel de do"ado de las mismas. ,!anto m)s do"ada est !na #ona menos se adentrar) en la misma la #ona de de"le&ión.
B.- n !na !nión "n sin "olari#ar + en e!ili*rio termodin)mi%o a' a"are%e !na #ona de de"le&ión en donde la %on%entra%ión de %aras li*res 3e- + ' es m!+ alta b) la s$ma de coientes de di($sión & aaste es ceo tanto paa e como paa #* %' la %on%entra%ión de e- + es %onstante en todo el vol!men n la #ona de %ara es"a%ial a"are%er) !n %am"o el%tri%o !e tiende a alejar tanto a los e - de la #ona n %omo a los de la #ona " de la !nión. 5or
tanto la di!sión de "ortadores se!ir) asta !e el %am"o el%tri%o enerado en el interior de la #ona de %ara sea lo s!:%ientemente rande %omo "ara im"edir el "aso de los mismos.
C.- ;i %om"aramos las %ara%terísti%as de los semi%ond!%tores ;i + s' son menores !e en el ;i *' en el
5RO5>DAD 6i a =00E
;i 1.@&1010
9.- n !na !nión "n$ el ee%to de la tensión inversa de r!"t!ra de*ida al ee%to #ener a' a"are%e (ni%amente en diodos %on #onas " + n m!+ "o%o do"adas *' se de*e a la ioni#a%ión de )tomos$ %a!sada "or los %o!es entre los "ortadores !e se m!even a alta velo%idad + los )tomos c) se p$ede $tiliza paa eg$la o estabiliza tensiones os diodos #ener est)n dise?ados "ara !n%ionar en la #ona de r!"t!ra + disi"ar las "oten%ias !e se "rod!%en. ste ti"o de diodos se !tili#an "olari#ados en inversa. a !*i%a%ión de la #ona #ener se "!ede %ontrolar variando los niveles de do"ado. /na a"li%a%ión tí"i%a es el em"leo de los #ener en %ir%!itos re!ladores de tensión.
10.- n !na !nión "n en rimen "ermanente a' &iste !na #ona intermedia de "ortadores el%tri%os *' A"are%en !nas %orrientes de di!sión c) .xiste $na zona de caga desc$bieta d' A"are%e !n %am"o el%tri%o %re%iente Al !nir am*os %ristales 35-6'$ se mani:esta !na di!sión de ele%trones del %ristal n al " 3Je'.Al esta*le%erse estas %orrientes a"are%en %aras :jas en !na #ona a am*os lados de la !nión$ #ona !e re%i*e dierentes denomina%iones %omo *arrera interna de "oten%ial$ #ona de %ara es"a%ial$ de aotamiento o em"o*re%imiento$ de de"le&ión$ de va%iado$ et%. A medida !e "roresa el "ro%eso de di!sión$ la #ona de %ara es"a%ial va in%rementando s! an%!ra "ro!ndi#ando en los %ristales a am*os lados de la !nión. ;in em*aro$ la a%!m!la%ión de iones "ositivos en la #ona n + de iones neativos en la #ona "$ %rea !n %am"o el%tri%o 3' !e a%t!ar) so*re los ele%trones li*res de la #ona n %on !na determinada !er#a de des"la#amiento$ !e se o"ondr) a la %orriente de ele%trones + terminar) detenindolos. ste %am"o el%tri%o es e!ivalente a de%ir !e a"are%e !na dieren%ia de tensión entre las #onas " + n. sta dieren%ia de "oten%ial 3 0' es de 0$B en el %aso del sili%io + 0$= si los %ristales son de ermanio.
a an%!ra de la #ona de %ara es"a%ial !na ve# al%an#ado el e!ili*rio$ s!ele ser del orden de 0$@ mi%ras "ero %!ando !no de los %ristales est) m!%o m)s do"ado !e el otro$ la #ona de %ara es"a%ial es m!%o ma+or.
11.- ;i en !n diodo el voltaje inverso a!menta de @ a 10 $ la #ona de %ara de es"a%io a' se a%e m)s "e!e?a b) se #ace m/s gande %' no le "asa nada d' se rom"e De*emos de tener en %!enta a los "ortadores minoritarios 3e- en la #ona " + en la #ona n "rovenientes de la orma%ión de "ares e- - de*ida a la rot!ra trmi%a de enla%es'. Así$ el %am"o el%tri%o a"li%ado tender) a llevar a los e- de la #ona " a%ia la #ona n + a los !e%os de la #ona n a%ia la #ona ". sto s!"one !na %orriente res!ltante !e se denomina corriente inversa de saturación o corriente de fugas. sta %orriente de"ende de la tem"erat!ra + no de "ende de la tensión inversa a"li%ada.
12.- ,!ando !n diodo tiene "olari#a%ión dire%ta$ la re%om*ina%ión de ele%trones li*res + !e%os "!ede "rod!%ir a' %alor *' l!# %' radia%ión d) todas las anteioes
,!ando !n diodo %onven%ional o led se "olari#a en dire%ta$ los !e%os de la #ona " se m!even a%ia la #ona n + los ele%trones de la #ona n a%ia la #ona "7 am*os des"la#amientos de %aras %onstit!+en la %orriente !e %ir%!la "or el diodo. ;i los ele%trones + !e%os est)n en la misma reión$ "!eden re%om*inarse cayendo el ele%trón al !e%o + emitiendo !n otón %on la enería %orres"ondiente a la *anda "roi*ida. sta emisión es"ont)nea se "rod!%e normalmente en los diodos semi%ond!%tores$ "ero sólo es visi*le en al!nos de ellos 3%omo los ledes'$ !e tienen !na dis"osi%ión %onstr!%tiva es"e%ial %on el "ro"ósito de evitar !e la radia%ión sea rea*sor*ida "or el material %ir%!ndante$ + a*it!almente !na enería de la *anda "roi*ida %oin%idente %on la %orres"ondiente al es"e%tro visi*le7 en otros diodos$ la enería se li*era "rin%i"almente en orma de %alor$ radia%ión inrarroja o radia%ión !ltravioleta. n %ondi%iones a"ro"iadas$ el ele%trón + el !e%o "!eden %oe&istir !n *reve tiem"o$ del orden de nanose!ndos$ antes de re%om*inarse$ de orma !e si !n otón %on la enería a"ro"iada "asa "or %as!alidad "or allí d!rante ese "eriodo$ se "rod!%ir) la emisión estim!lada$ es de%ir$ al "rod!%irse la re%om*ina%ión el otón emitido tendr) i!al re%!en%ia$ "olari#a%ión + ase !e el "rimer otón.
1=.- l voltaje de %odo de !n diodo es a"ro&imadamente i!al a a' el voltaje a"li%ado b) la baea de potencial %' el voltaje de r!"t!ra
d' el voltaje de "olari#a%ión dire%ta Tensión /m*ral . Tam*in es %ono%ida %omo tensión de %odo. 5ara valores de tensión ineriores a la %orriente es m!+ "e!e?a 3a(n en "olari#a%ión dire%ta'. l diodo no %ond!%e *ien asta !e la tensión a"li%ada so*re"asa la *arrera de "oten%ial. 5or esto$ "ara las "rimeras de%enas de voltio la %orriente es m!+ "e!e?a. A medida !e nos a%er%amos al valor de los "ortadores ma+oritarios de las res"e%tivas #onas 3e- de la #ona n + de la #ona "' %omien#an a atravesar la !nión en randes %antidades$ "or lo !e la %orriente %re%e r)"idamente 3de orma e&"onen%ial$ %omo +a se a %omentado'. 5ara tensiones s!"eriores a la tensión !m*ral$ "e!e?os a!mentos de tensión "rod!%en randes a!mentos de %orriente. l valor de esta tensión de 0$B "ara el ;i + de 0$= "ara el
14.- F,!)l de las si!ientes a:rma%iones es %ierta %on res"e%to a la tensión de r!"t!ra de !n diodo GenerH a' dismin!+e al a!mentar la %orriente *' destr!+e el diodo %' es i!al a la %orriente "or la resisten%ia d) es apoximadamente constante ,!ando en !n diodo a"li%amos !na tensión inversa$ a s! travs %ir%!la la %orriente inversa de sat!ra%ión 3>;' + en la #ona de %ara a"are%e !na tensión i!al a la tensión inversa a"li%ada. ;in em*aro$ esta tensión no "!ede a!mentarse todo lo !e se desee +a !e e&iste !n valor de tensión 3tensión de ruptura' a "artir del %!al el diodo %omien#a a %ond!%ir intensamente. 5ara "e!e?os a!mentos de tensión inversa se tienen randes in%rementos de %orriente.
[email protected] l diodo *ajo "olari#a%ión inversaI a) Cece la baea de potencial de la zona de vaciamiento0 & los potadoes ma&oitaios no consig$en s$peala & pasa a la ota egión1 2o tanto0 solamente tendemos la coiente de minoitaios1 *' ,re%e la *arrera de "oten%ial de la #ona de va%iamiento$ + solamente los "ortadores ma+oritarios %onsi!en s!"erarla. 5or tanto tendremos !na %orriente *aja$ la %orriente de sat!ra%ión. %' Dismin!+e la *arrera de "oten%ial de la #ona de va%iamiento$ + los "ortadores minoritarios %onsi!en s!"erarla. 5or tanto tendremos !na %orriente *aja$ la %orriente de sat!ra%ión. d' 6in!na a:rma%ión es v)lida. Al a!mentar la #ona de de"le&ión a!mentar) el "oten%ial de la *arrera. ste a!mento %ontin!ar) asta !e el "oten%ial !e a"are%e en la #ona de %ara es"a%ial se i!ale %on la tensión a"li%ada. a distan%ia !e la #ona de %ara es"a%ial "enetre en %ada !na de las #onas de"ender) del nivel de do"ado de las mismas. ,!anto m)s
do"ada est !na #ona menos se adentrar) en la misma la #ona de de"le&ión. 5or lo tanto$ en "rin%i"io res!ltar) !na %orriente n!la. ;in em*aro$ de*emos de tener en %!enta a los "ortadores minoritarios 3e - en la #ona " + en la #ona n "rovenientes de la orma%ión de "ares e - - de*ida a la rot!ra trmi%a de enla%es'. Así$ el %am"o el%tri%o a"li%ado tender) a llevar a los e - de la #ona " a%ia la #ona n + a los !e%os de la #ona n a%ia la #ona ". sto s!"one !na %orriente res!ltante !e se denomina corriente inversa de saturación o corriente de fugas. sta %orriente de"ende de la tem"erat!ra + no de "ende de la tensión inversa a"li%ada.
1.- n la #ona de %ara de es"a%io de !na !nión "nI a' A ma+or "olari#a%ión inversa$ m)s iones *' os iones oriinados en a!sen%ia de "olari#a%ión no se "!eden mover %' A ma+or "olari#a%ión dire%ta$ menos iones d) 3odas las anteioes son cietas n "olari#a%ión inversa$ el "olo neativo de la *atería se %one%ta a la #ona " + el "olo "ositivo a la #ona n$ lo !e a%e a!mentar la #ona de %ara es"a%ial$ + la tensión en di%a #ona asta !e se al%an#a el valor de la tensión de la *atería 3%on los %!al se oriinan m)s iones "ositivos en el "olo "ositivo + m)s iones neativos en el "olo neativo'. n dire%ta$ la *atería dismin!+e la *arrera de "oten%ial de la #ona de %ara es"a%ial$ "ermitiendo el "aso de la %orriente de ele%trones a travs de la !nión7 es de%ir$ el diodo "olari#ado dire%tamente %ond!%e la ele%tri%idad.
1B.- l ee%to Gener en !n diodoI a' ;e "rod!%e "or las randes velo%idades de los "ortadores minoritarios *' Re!iere "olari#a%ión inversa s!"erior a las del ee%to avalan%a c) -e pod$ce en diodos m$& dopados d' ;e "rod!%e de*ido a %am"os el%tri%os m!+ d*iles ,!ando !n diodo est) m!+ do"ado la #ona de de"le&ión es m!+ estre%a. A %a!sa de ello$ el %am"o el%tri%o en esta #ona es m!+ intenso. ,!ando el %am"o el%tri%o es m!+ elevado 3 =00 000 %m' el %am"o "!ede e&traer los e- de s!s ór*itas de valen%ia. a %rea%ión de e- li*res de esta manera re%i*e el nom*re de efecto zener 3tam*in %ono%ido %omo Kemisión de campo intensoL'.
1C.- n la #ona de %ara es"a%ial !e a"are%e en !na !nión "n sin "olari#ar.
a) Los electones ,$e povienen de la zona n %ma&oitaios) se ecombinan con los #$ecos ,$e povienen de la zona p %ma&oitaios)1 *' os ele%trones !e "rovienen de la #ona " 3minoritarios' se re%om*inan %on los !e%os !e "rovienen de la #ona n 3minoritarios' %' 6o e&isten %aras li*res.
n la #ona " e&isten ran %antidad de !e%os 3en !na "rimera a"ro&ima%ión tantos %omo im"!re#as a%e"tadoras$ +a !e s!"onemos !e a tem"erat!ra am*iente todas ellas est)n ioni#adas'. 5or el %ontrario$ en la #ona n el n(mero de !e%os !e tendremos ser)n m!+ "o%os 3de*idos a la orma%ión de "ares e- - "or rot!ra trmi%a de enla%es'. 5or tanto se esta*le%er) !na %orriente di!sión de de la #ona " a%ia la #ona n.
19.- ;i !na !nión "n se "olari#a en dire%taI a' os !e%os de la #ona n 3minoritarios' desa"are%en "or %om"leto de*ido al arrastre del %am"o el%tri%o !e los lleva a%ia la #ona " 3s! l!ar nat!ral'. *' A"are%e !na %orriente el%tri%a en el sentido de la #ona n a la #ona " de*ida al movimiento de los ele%trones. c) Apaece $na coiente el!ctica en el mismo sentido ,$e el campo el!ctico aplicado1 5ara valores "e!e?os de la tensión de "olari#a%ión 3valores de tensión menores !e la *arrera de "oten%ial' la %ir%!la%ión de %orriente no ser) a"re%ia*le. sto se de*e a !e el %am"o el%tri%o !e a"are%e en la #ona de %ara es m)s !erte !e el %am"o e&terior a"li%ado$ "or lo tanto los "ortadores ma+oritarios no "odr)n atravesar la #ona de %ara.A medida !e la tensión e&terior a"li%ada a!menta + s!"eramos el valor de la *arrera de "oten%ial$ los "ortadores ma+oritarios atravesar)n la !nión. os de la #ona " se ver)n arrastrados a%ia la #ona n + los e- de la #ona n a%ia la #ona " re)ndose !na %orriente rande 3de*ida a los ma+oritarios' en el sentido de la #ona " a%ia la #ona n.
20.- n !n diodo "olari#ado en inversaI a' os ele%trones de la #ona n tienden a a%er%arse a la #ona de la !nión. *' A"are%e !na %orriente tan "e!e?a !e es des"re%ia*le a ee%tos "r)%ti%os + !e de"ende de la %on%entra%ión de los ma+oritarios de %ada !na de las #onas. c) -i la tensión aplicada es lo s$4cientemente gande la coiente p$ede se tan intensa ,$e se ,$eme el dispositivo1 de*emos de tener en %!enta a los "ortadores minoritarios 3e- en la #ona " + en la #ona n "rovenientes de la orma%ión de "ares e- - de*ida a la rot!ra trmi%a de enla%es'. Así$ el %am"o el%tri%o a"li%ado tender) a llevar a los e- de la #ona " a%ia la #ona n + a los !e%os de la #ona n a%ia la #ona ". sto s!"one !na %orriente res!ltante !e se denomina corriente inversa de saturación o corriente de fugas. sta %orriente de"ende de la tem"erat!ra + no de "ende de la tensión inversa a"li%ada.
21.- n la #ona de de"le&ión o va%iamiento de !na !nión "nI a) A ma&o polaización invesa apaece m/s caga
*' A ma+or "olari#a%ión dire%ta a"are%e m)s %ara %' a #ona no tiene %ara$ o lo !e es lo mismo$ es el%tri%amente ne!tra n las "ro&imidades de la !nión a"are%er) !na #ona donde no e&istir)n %aras li*res. sta #ona se denomina región de carga espacial, zona de deplexión, zona de vaciado .
22.- n !n diodo en "olari#a%ión inversa la r!"t!ra "or ee%to #ener a) -e debe a la alta eneg+a ,$e tienen los electones0 pate de esta eneg+a se tans(oma en calo pod$ciendo la $pt$a del dispositivo b) .l campo el!ctico es tan intenso ,$e es capaz de aanca electones de s$s enlaces de (oma ,$e cada vez #a& m/s coiente %' os ele%trones en s! movimiento %o%an %ontra otros :jos en s!s enla%es arran%)ndolos de los mismos$ así$ %ada ve# a+ m)s ele%trones li*res +$ "or tanto$ ma+or %orriente ,!ando !n diodo est) m!+ do"ado la #ona de de"le&ión es m!+ estre%a. A %a!sa de ello$ el %am"o el%tri%o en esta #ona es m!+ intenso. ,!ando el %am"o el%tri%o es m!+ elevado 3 =00 000 %m' el %am"o "!ede e&traer los e- de s!s ór*itas de valen%ia. a %rea%ión de e- li*res de esta manera re%i*e el nom*re de efecto zener 3tam*in %ono%ido %omo Kemisión de campo intensoL'. ste ee%to es dierente del efecto avalancha !e re!iere !e los "ortadores minoritarios %on randes velo%idades desli!en e- de valen%ia mediante %o!es. l efecto zener de"ende solamente de la intensidad del %am"o el%tri%o. l ee%to #ener o%!rre "ara valores de tensión ineriores a 4 $ mientras !e el ee%to avalan%a re!iere tensiones s!"eriores a . 5ara valores de tensión %om"rendidos entre los 4 + los "!eden %oe&istir am*os ee%tos sin "revale%er !no so*re otro. A la ma+oría de los diodos no se les "ermite llear a la r!"t!ra 3!s!almente M @0 '. ;in em*aro$ en otros %asos$ se *!s%a tra*ajar en la #ona inversa 3diodos #ener.'
2=.- n !na !nión "n sin "olari#ar a' A"are%e !na #ona de %ara es"a%ial %on %aras "ositivas en el lado de la #ona " + %aras neativas en el lado de la #ona n *' a #ona de %ara !e a"are%e no tiene %aras el%tri%as$ "or eso se la llama tam*in de va%iamiento c) Apaece $na baea de potencial ,$e se opone al 5$'o de electones de la zona n #acia la zona p An)loamente$ en la #ona n tendremos ran %antidad de e- 3tantos %omo )tomos de im"!re#as donadoras'. n la #ona " tam*in e&istir)n e- "ero en !n n(mero m!+ *ajo 3%omo en el %aso anterior de*idos a la rot!ra trmi%a de enla%es'. sto oriinar) !na %orriente de di!sión de e- de la #ona n a%ia la #ona ". s im"ortante remar%ar !e los iones oriinados "or la ioni#a%ión
de los )tomos de im"!re#as est)n :jos en la red %ristalina$ es de%ir$ no se "!eden mover$ "or lo !e no intervienen en la %orriente el%tri%a. De*ido a esta di!sión los !e%os al a*andonar la #ona " + "asar a la #ona n 3donde son "ortadores minoritarios' tienen !na ran "ro*a*ilidad de re%om*inarse %on !n e- ani!il)ndose am*os. >!almente los e- !e "ro%eden de la #ona n al "asar a la #ona " + en las "ro&imidades de la !nión se re%om*inar)n. Así$ en las "ro&imidades de la !nión a"are%er) !na #ona donde no e&istir)n %aras li*res. sta #ona se denomina región de carga espacial, zona de deplexión, zona de vaciado.
24.- n !na !nión "n "olari#ada en dire%ta$ %ada #ona semi%ond!%tora se %om"orta %omoI a' ;!midero de s!s "ortadores minoritarios b) In&ecto de s$s potadoes ma&oitaios %' >n+e%tor de s!s "ortadores minoritarios 5ara valores "e!e?os de la tensión de "olari#a%ión 3valores de tensión menores !e la *arrera de "oten%ial' la %ir%!la%ión de %orriente no ser) a"re%ia*le. sto se de*e a !e el %am"o el%tri%o !e a"are%e en la #ona de %ara es m)s !erte !e el %am"o e&terior a"li%ado$ "or lo tanto los "ortadores ma+oritarios no "odr)n atravesar la #ona de %ara. A medida !e la tensión e&terior a"li%ada a!menta + s!"eramos el valor de la *arrera de "oten%ial$ los "ortadores ma+oritarios atravesar)n la !nión. os de la #ona " se ver)n arrastrados a%ia la #ona n + los e- de la #ona n a%ia la #ona " %re)ndose !na %orriente rande 3de*ida a los ma+oritarios' en el sentido de la #ona " a%ia la #ona n.
[email protected] ;ean las %!rvas A + N de la gura 2.1 "ertene%ientes a !n mismo diodo a dierentes tem"erat!ras. a' a %!rva A %orres"onde a la tem"erat!ra m)s alta$ "or!e la re%om*ina%ión de "ortadores es menor + se "!ede e&traer ma+or %orriente a la misma tensión b) La c$va A coesponde a la tempeat$a m/s alta0 po,$e la densidad de coiente de sat$ación del diodo a$menta con la tempeat$a %' a %!rva N %orres"onde a la tem"erat!ra m)s alta$ "or!e la densidad de %orriente de sat!ra%ión del diodo dismin!+e %on la tem"erat!ra
,orriente inversa de sat!ra%ión o %orriente de !as. sta %orriente de"ende de la tem"erat!ra + no de "ende de la tensión inversa a"li%ada.
2.- l ee%to #ener en la #ona de r!"t!ra de !na !nión "n. a' ;e da %!ando la #ona " est) m!%o m)s do"ada !e la #ona n *' ;e de*e a la alta enería %inti%a !e ad!ieren los ele%trones li*res c) -e oigina c$ando #a& campos el!cticos m$& intensos en la zona de caga espacial1 ste ee%to es dierente del ee%to avalan%a !e re!iere !e los "ortadores minoritarios %on randes velo%idades desli!en e- de valen%ia mediante %o!es. l ee%to #ener de"ende solamente de la intensidad del %am"o el%tri%o.
2B.- n !na !nión "n "olari#ada en inversa a) -i a$mentamos la tempeat$a a$menta/ la coiente el!ctica *' ;i a!mentamos la tem"erat!ra la !nión se %alentar)$ "ero la %orriente sólo a!mentar) si a!mentamos la tensión %' a *arrera de "oten%ial !e a"are%e en la #ona de %ara de es"a%io im"ide el "aso de %!al!ier ti"o de "ortador a s! travs sto s!"one !na %orriente res!ltante !e se denomina corriente inversa de saturación o corriente de fugas. sta %orriente de"ende de la tem"erat!ra + no de "ende de la tensión inversa a"li%ada.
2C.- n !na !nión "n "olari#ada en dire%ta a' ;i no "onemos !na resisten%ia e&terior "ara limitar la %orriente la !nión se !emar). b) 2odemos tene coientes p/cticamente n$las1 %' l sentido de la %orriente de"ender) de %!)l de las dos #onas es la !e est) m)s
do"ada$ es de%ir$ de si los ma+oritarios son los !e%os o los ele%trones. n %ir%!itos %omo el de la :!ra$ a+ !e "oner !na resisten%ia "or!e sino el diodo se estro"earía )%ilmente.
sto se ve d)ndole valores a la "ila$ + viendo las intensidades !e salen$ !e a "artir de 0.B 3s!"oniendo !e el diodo es de sili%io' a!mentan m!%o %omo se ve %laramente en la r):%a de la %ara%terísti%a del diodo.
nton%es se "one !na resisten%ia "ara limitar esa %orriente !e "asa "or el diodo$ %omo se ve en la :!raI
;e %al%!la la resisten%ia "ara limitar la %orriente$ "ara !e no a!mente a "artir de 1 A "or ejem"lo.
29.- n !na !nión "n "olari#ada en dire%ta$ la %orriente a' es de*ida al arrastre de los "ortadores minoritarios a lo laro de las #onas ne!tras b) La coiente se p$ede calc$la como coiente de ecombinación de los potadoes minoitaios en cada $na de las zonas ne$tas %' ;e de*e (ni%amente a la di!sión de los "ortadores minoritarios de %ada !na de las #onas ne!tras a travs de la !nión. A medida !e la tensión e&terior a"li%ada a!menta + s!"eramos el valor de la *arrera de "oten%ial$ los "ortadores ma+oritarios atravesar)n la !nión. os de la #ona " se ver)n arrastrados a%ia la #ona n + los e- de la #ona n a%ia la #ona " %re)ndose !na %orriente rande 3de*ida a los ma+oritarios' en el sentido de la #ona " a%ia la #ona n.
=0.- a %orriente inversa de sat!ra%ión en !n diodo "olari#ado en inversa a' A!menta al a!mentar la "olari#a%ión inversa *' Dismin!+e$ +a %on la "olari#a%ión inversa a!menta la #ona de %ara de es"a%io c) .s constante Al a!mentar la #ona de de"le&ión a!mentar) el "oten%ial de la *arrera. ste a!mento %ontin!ar) asta !e el "oten%ial !e a"are%e en la #ona de %ara es"a%ial se i!ale %on la tensión a"li%ada. a distan%ia !e la #ona de %ara es"a%ial "enetre en %ada !na de las #onas de"ender) del nivel de do"ado de las mismas. ,!anto m)s do"ada est !na #ona menos se adentrar) en la misma la #ona de de"le&ión. 5or lo tanto$ en "rin%i"io res!ltar) !na %orriente n!la. ;in em*aro$ de*emos de tener en %!enta a los "ortadores minoritarios 3e- en la #ona " + en la #ona n "rovenientes de la orma%ión de "ares e- - de*ida a la rot!ra trmi%a de enla%es'. Así$ el %am"o el%tri%o a"li%ado tender) a llevar a los ede la #ona " a%ia la #ona n + a los !e%os de la #ona n a%ia la #ona ". sto s!"one !na %orriente res!ltante !e se denomina corriente inversa de saturación o corriente de fugas. sta %orriente de"ende de la tem"erat!ra + no de "ende de la tensión inversa a"li%ada.
=1.- l tiem"o de re%!"era%ión en el diodo a' es des"re%ia*le en %ir%!itos !e %onm!tan a alta re%!en%ia b) limita la (ec$encia de taba'o en cic$itos digitales %' es instant)neo %!ando se "asa del estado de %ond!%%ión al estado de %orte l "aso del estado de %ond!%%ión al de *lo!eo en el diodo no se ee%t(a instant)neamente. ;i el tiem"o !e tarda el diodo en %onm!tar no es des"re%ia*leI •
•
;e limita la re%!en%ia de !n%ionamiento. &iste !na disi"a%ión de "oten%ia d!rante el tiem"o de re%!"era%ión inversa.
5ara altas re%!en%ias$ "or tanto$ de*emos !sar diodos de re%!"era%ión r)"ida.
