Semiconductores y Diodos: Fundamentos, Polarización y Aplicaciones LED

Semiconductores: La Base de la Electrónica Moderna

Los semiconductores han revolucionado el mundo de la electrónica. Con la aparición de los circuitos integrados, se ha dado un gran paso hacia el futuro de la electrónica. La ventaja que poseen es que son de reducido tamaño, pequeño consumo y bajo precio.

El Diodo como Semiconductor

Es un elemento semiconductor que permite la circulación de la corriente en un único sentido. Su aplicación es especialmente interesante en aquellos dispositivos en que sea necesaria esta cualidad.

El Diodo de Unión PN

Se forma al juntar un cristal tipo P con otro tipo N. Al juntar dos cristales de cargas opuestas en la unión PN se producirá una neutralización de cargas. Si conectamos una batería al diodo de forma que el polo positivo de este coincida con el cristal P y el negativo con N, las cargas negativas serán repelidas hacia la superficie.

Características en Polarización Directa de un Diodo

Determinar la relación existente entre los diferentes valores de la tensión de polarización y la corriente directa. Cuando polarizamos directamente este, no comienza a conducir de una forma apreciable hasta que le aplicamos la mínima diferencia de potencial.

Características en Polarización Inversa de un Diodo

Bastará con invertir la corriente del diodo de tal forma que el cristal N esté conectado al positivo de la pila y el P al negativo.

Potencia y Corriente Nominal

Se diseñan para trabajar óptimamente en unas condiciones nominales determinadas.

Se debe evitar:

• Exceder la tensión inversa de ruptura
• Exceder la potencia máxima nominal.

Los diodos poseen una cierta capacidad de disipar el calor que se produce en la unión. Si la potencia que se produce en el diodo es superior a su capacidad de disipación, este puede dañarse.

Diodos Luminiscentes (LED)

Son empleados para visualizar números y letras en pequeños indicadores luminosos, con los cuales se pueden presentar los resultados en equipos de medida. Se fabrican mediante la unión de dos cristales semiconductores PN. Cuando una unión de este tipo se polariza con una tensión directa, los electrones de valencia del cristal tipo N atraviesan la unión y se recombinan con los huecos del cristal tipo P.

Características de los LED

• Tensión directa: Es la caída de tensión que se produce entre los extremos del diodo LED cuando por él fluye la corriente directa.
• Corriente de excitación directa: Es la corriente que debe circular por el diodo LED para alcanzar la intensidad luminosa deseada.
• Corriente inversa: Es la corriente que puede fluir por el diodo luminiscente cuando a este se le aplica una tensión inversa.
• Disipación de potencia: Es aquella parte de la potencia que el diodo luminiscente no convierte en luz y que acaba degradándose en calor, por lo que tiene que evacuarla al exterior.