Las siglas de las luces LED (Light Emitting Diode) ya indican que el diodo es el emisor de luz. Es decir, el diodo permite el paso de corriente en la dirección correcta, emite luz como resultado de un proceso llamado electroluminiscencia. Por lo tanto, el diodo convierte directamente electricidad en luz.
El diodo es un componente electrónico semiconductor, el cual cumple la labor de interruptor unidireccional para la corriente, haciendo que la corriente fluya solamente en un dirección pero no en la dirección opuesta. Este dispositivo cuenta con dos terminales conocidos como ánodo (terminal positivo) y cátodo (terminal negativo), además de estar fabricado en materiales semiconductores; como el silicio, para crear una unión o interfaz PN entre dos materiales, donde uno cuenta con exceso huecos o deficiencia de electrones (carga positiva, tipo P) y otro con una exceso de electrones (carga negativa, tipo N).
Cuando estos dos materiales se combinan y crean la unión PN, los electrones del material tipo N se combinan con los huecos del material P para crear una zona de agotamiento donde no se pueden mover cargas libres, con lo cual, esta zona funciona como una barrera para la corriente eléctrica. De manera que, estos dispositivos son muy funcionales para usar en diferentes tipos de instalaciones donde se requiera hacer una rectificación de corriente alterna (CA) a corriente continua (CC), asegurar la protección de circuitos contra sobretensiones hasta generar y regular el voltaje.
Así funciona un diodo
La clave central del funcionamiento de un diodo es su capacidad para permitir y mantener el flujo de corriente en una sola dirección; polarización directa, mientras se bloquea en la dirección opuesta; polarización opuesta. De manera que, para poder entender el funcionamiento de un diodo, es necesario entender a detalle el proceso de cada uno de estos procesos, y así, aprovechar al máximo el potencial de estos dispositivos:
Polarización directa / Forward Bias
| ➮ | En este tipo de funcionamiento el ánodo; lado positivo, está conectado al material P; carga positiva, mientras que el cátodo lado negativo, está conectado al material N; lado negativo. |
| ➮ | En este proceso, al aplicar voltaje positivo en la dirección correcta, la zona de agotamiento disminuye y los electrones del material N se mueven hacia el material P permitiendo que la corriente fluya a través del diodo. |
| ➮ | Para que este proceso funcione adecuadamente, el voltaje que se aplica debe ser suficiente para superar la barrera de la unión, alrededor de 0.7V para un diodo de silicio. |
Polarización inversa / Reverse Bias
| ➮ | Para este caso el ánodo; lado positivo, está conectado al material N; carga negativa y el cátodo; lado negativo, está conectado al material P; carga positiva. |
| ➮ | En este proceso el voltaje aumenta la zona de agotamiento impidiendo que la corriente fluya, haciendo que el diodo no conduzca corriente; solo en caso de que se alcance un voltaje de ruptura. Con lo cual, si el voltaje es suficientemente alto, la corriente fluye y se puede llegar a dañar el diodo si se supera la capacidad de manejo de corriente. |
¿Qué es un diodo? Estos son sus tipos
Actualmente existen varios tipos de diodos, los cuales cuentan con un diseño y características específicas para llevar a cabo ciertas funciones, según sea la necesidad de la instalación y el usuario. Por lo tanto, si desea asegurar un funcionamiento eficiente y seguro según su tipo de sistema electrónico, estos son los tipos de diodos que existen en el momento:
| ◉ | Diodo Rectificador |
Se utiliza en fuentes de alimentación; como cargadores y convertidores de voltaje, para hacer rectificaciones de corriente alterna (CA) a corriente continua (CC). Este tipo de diodo suele estar hecho a base de silicio o germanio y son muy resistentes ante grandes corrientes y tensiones
| ◉ | Diodo LED o diodo emisor de luz |
Este diodo cuenta con la capacidad de emitir luz cuando se aplica un voltaje en polarización directa, dando paso a un fenómeno óptico y eléctrico conocido como electroluminiscencia, donde los electrones de las capa N que caen a los huecos de la capa P liberan energía en forma lumínica. Estos dispositivos son muy eficientes y duraderos, razón por la cual se suelen usar en pantallas LED de señalización e iluminación general.
| ◉ | Diodo Zener |
Este tipo de diodo está diseñado para operar con un funcionamiento de polarización inversa y se distingue por mantener un voltaje constante durante la aplicación de voltaje en dirección opuesta superior a un valor específico, lo cual se suele conocer como voltaje de ruptura Zener. Se suele usar para regular voltaje y proteger al sistema contra sobretensiones, facilitando su aplicación como reguladores de voltaje y estabilizadores de voltaje en fuentes de alimentación.
| ◉ | Diodo PIN |
Este diodo cuenta con un diseño diferente, en el cual entre las capas tipo P y Tipo N se encuentra una capa intrínseca (I), esta brinda una mayor resistencia en la región central lo que le permite que tenga una alta capacidad de aislamiento. Por lo tanto, este tipo de diodo cuenta con una mayor capacidad para manejar potencia, haciéndolo ideal para usar en aplicaciones de alta frecuencia y alta corrientes; tales como señales de alta frecuencia como radiocomunicaciones y sistemas de comunicaciones.
| ◉ | Diodo Túnel |
Con este tipo de diodo se aprovecha el fenómeno cuántico, también conocido como túnel cuántico, donde los electrones atraviesan una barrera de energía en lugar de pasar sobre ella. Es así que, este diodo tiene una característica de corriente-voltaje inversa muy distintiva respecto a los demás diodos, brindando un funcionamiento rápido y eficiente a frecuencias muy altas.
| ◉ | Diodo Schottky |
Este es un diodo de contacto metal-semiconductor con baja caída de voltaje en conducción, por lo cual, es ideal para usarse de forma eficiente en aplicaciones de alta velocidad y baja potencia. Gracias a características como estas y su corto tiempo de recuperación, lo hacen idóneo para usar en fuentes de alimentación conmutadas, diodos de protección y circuitos de alta frecuencia.
| ◉ | Diodo Varicap |
Este tipo de diodo también conocido como varactor, es un dispositivo diseñado para funcionar como un condensador variable cuya capacitancia depende del voltaje aplicado a él, donde a medida que el voltaje inverso aumenta, la capacitancia disminuye. Este diodo se puede usar en sincronizadores de radios, sistemas de modulación de frecuencia y circuitos de ajuste automático.
| ◉ | Fotodiodo |
Este es un tipo de diodo con la capacidad de generar corriente cuando se expone a la luz, funcionando bajo el fenómeno del efecto fotovoltaico; donde la radiación solar incide en el diodo y genera electrones que fluyen como corriente eléctrica. Adicionalmente, tiene una respuesta rápida a la luz y puede operar en polarización inversa, convirtiendo la luz en señales eléctricas, por lo cual, se puede usar en aplicaciones como sistemas de comunicación óptima, sensores de luz y paneles solares.
