diodos semiconductores mapa mental

Comprender el tema

Los diodos semiconductores son dispositivos electrónicos que permiten el paso de la corriente eléctrica en un solo sentido. Este mapa mental organiza su estructura interna, la física de la unión PN, los distintos tipos como LED y Zener, sus aplicaciones en rectificación y electrónica de potencia, y los parámetros que definen su comportamiento en circuitos reales.

Al unir un semiconductor tipo P con uno tipo N, los electrones de la zona N se difunden hacia la zona P y se recombinan con los huecos. Esto deja una zona de depleción sin portadores libres, con iones fijos que generan un campo eléctrico interno. Ese campo se opone a nuevas difusiones hasta alcanzar el equilibrio. En polarización directa, la tensión externa reduce la barrera y los portadores mayoritarios fluyen con facilidad; en inversa, la barrera crece y solo circula una corriente de fuga muy pequeña.

El diodo Zener se diseña para trabajar de forma estable en polarización inversa, en la región de ruptura controlada. Cuando la tensión inversa alcanza el valor nominal del Zener, la corriente puede aumentar considerablemente sin que la tensión cambie apenas, lo que permite usarlo como referencia o regulador de tensión en fuentes de alimentación. Es importante distinguir la ruptura Zener, dominante en tensiones bajas por efecto túnel, de la avalancha por impacto, predominante en tensiones más altas; ambos mecanismos pueden coexistir en un mismo dispositivo.

En un rectificador de media onda, un solo diodo conduce durante los semiciclos positivos de la señal alterna. En el rectificador de onda completa con puente de cuatro diodos, ambos semiciclos se aprovechan, obteniendo una tensión continua pulsante más eficiente. Tras la rectificación, condensadores de filtrado suavizan la ondulación y un regulador final estabiliza la salida. La elección del diodo depende de la corriente requerida, la tensión inversa de trabajo y la frecuencia de conmutación.

El LED es un diodo de unión PN construido con materiales semiconductores de banda prohibida adecuada, como arseniuro de galio o nitruro de galio, que emiten luz cuando los electrones se recombinan con huecos. El color depende del material y de la energía de la banda prohibida, no del encapsulado. El fotodiodo funciona a la inversa: la luz incidente genera pares electrón-hueco que producen una corriente medible, por lo que se emplea en receptores ópticos, sensores de luz y detectores de pulsos en electrónica.