El Diodo: Tipos, Características y Aplicaciones en Electrónica

El Diodo

Definición y Características

El diodo es un semiconductor que consiste en la unión de un cristal dopado tipo P con un cristal dopado tipo N. Se caracteriza por permitir el paso de la corriente eléctrica solo en un sentido.

Unión PN y Zona Z

Cuando se unen estos dos tipos de cristales dopados, en la zona de unión, los electrones en exceso de la zona N se recombinan con los huecos de la zona P. Esta zona, denominada zona Z, se convierte en aislante debido a la falta de portadores de carga libres.

Polarización Directa e Inversa

• Polarización directa: Cuando se conecta un diodo en un circuito de forma directa ("+" con "+" y "-" con "-"), la diferencia de potencial reduce el ancho de la zona Z, permitiendo el paso de la corriente eléctrica.
• Polarización inversa: Cuando se polariza el diodo de forma inversa ("+" del diodo con "-" de la batería y "-" del diodo con "+" de la batería), el campo eléctrico generado por la diferencia de potencial amplía la zona Z, aumentando su resistencia y bloqueando el paso de la corriente. A mayor tensión, mayor es el ancho de la zona Z y mayor la resistencia del diodo.

El Diodo Zener

Características

El diodo Zener se caracteriza por presentar una conducción eléctrica cuando se polariza en sentido inverso y la tensión supera un cierto umbral denominado tensión Zener.

Comportamiento

• Polarización directa: Se comporta como un diodo normal, es decir, conduce la corriente.
• Polarización inversa:
  • Si la tensión externa es inferior a la tensión Zener, el diodo se comporta como un aislante.
  • Si la tensión externa supera la tensión Zener, el diodo se comporta como un conductor.

El Fotodiodo

Características

El fotodiodo es un tipo de diodo Zener en el cual el valor de la tensión Zener no es constante, sino que varía en función de la luz que recibe.

Funcionamiento

• En la oscuridad, su tensión Zener mantiene un valor elevado.
• Cuando el fotodiodo está iluminado, el valor de su tensión Zener disminuye.

Aplicaciones

Control Automático de Luces

Se utiliza en el ámbito de la automoción para el control automático de las luces. Un fotodiodo recibe luz de un amplio ángulo sólido de la parte superior del vehículo, mientras que otro fotodiodo tiene un dispositivo óptico que selecciona la luz procedente de la parte frontal de la calzada. Comparando la información de ambos fotodiodos, se puede discernir la iluminación general y la luz de vehículos en sentido contrario, activando las luces de posición o de cruce según sea necesario.

Sensor de Lluvia

Otro uso común es como sensor de lluvia. Un diodo emisor de luz (LED) envía un rayo de luz contra el cristal del limpiaparabrisas. Si el parabrisas está seco, se produce una reflexión importante de la luz, que es detectada por un fotodiodo. Si el parabrisas está mojado, el haz de luz se dispersa a través de las gotas de agua y no se refleja en la superficie del vidrio, por lo que el fotodiodo no detecta la luz y se activa el circuito de los limpiaparabrisas.