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POLARIZACION INVERSA
VD<0 V
• La corriente que se forma bajo una situación de pol.
Inversa se denomina corriente de saturación inversa y
se representa por Is
• El término “saturación” proviene del hecho de que
alcanza rápidamente su máximo nivel y de que no
cambia de forma importante con incrementos del
potencial de pol. Inversa.
CURVA CARACTERISTICA
DIODO REAL
ECUACIÓN DEL DIODO
ID= IS (ekVD / Tk – 1)
Donde:
IS = corriente de saturación inversa
K = 11.600/η con η=1 para el Ge y η=2 para el Si
Tk = TC + 273°
O bien,
ID= IS ekVD / Tk – IS
ECUACIÓN DEL DIODO
• Para valores VD positivos, el primer término de la ec.
anterior crecerá de forma muy rápida y sobrepasará el
efecto contrario del segundo término.
• El resultado de esto es que para valores positivos de VD
, ID será positiva y crecerá de manera exponencial
• Cuando VD = 0V, la ec. del diodo se convierte en
ID = IS(e0-1) = IS (1-1) = 0 mA
• Para el caso de valores negativos de VD , el primer
término de la ec. rápidamente caerá hacia niveles
inferiores de IS con lo que se obtiene ID = -IS
• Cuando se aplica voltaje al diodo como muestra la fig.
12.5-1(b) los portadores de carga son alejados, de manera
que se retiran de la juntura (los huecos hacia el electrodo
negativo y los electrones hacia el electrodo positivo).
• Esta pol. Inversa lleva, con rapidez, a una polarización
total del rectificador. La mayor parte de los portadores de
carga en cada región son conducidos a los electrodos
adyacentes y sólo puede fluir una mínima corriente (que se
debe a los portadores de carga intrínseca)
• En la fig 12.5-1© se muestra la pol directa. En este caso,
la mayor parte de los portadores de carga en cada región
fluyen hacia la juntura donde, continuamente se
recombinan. Esto permite un flujo continuo de corriente en
todo el circuito.
3.5 CARGA ALMACENADA Y
CAPACITANCIA EN LA UNION.
CONCEPTOS
• Capacitancia o capacidad es la propiedad de un circuito que
se opone a cualquier cambio en el voltaje.
• Se tiene un condensador cuando se sitúa 2 conductores
próximos entre sí, pero separados por un aislante
(dieléctrico).
• Capacitor: dispositivo eléctrico formado por dos electrodos
separados por un dieléctrico.
• Carga: Cantidad de portadores positivos o negativos.
CAPACITANCIA INTERNA DE LA UNION P-N
a) Campo eléctrico de la unión pn en pol. Inversa.
b) Campo eléctrico de un capacitor.
• Ecuación básica de un condensador:
C = єA/d
Donde:
Є= permitividad del dieléctrico (aislador)
A=área de las placas
d=distancia entre las placas
CAPACITANCIA DEL DIODO
• La capacitancia del diodo surge de 2 distintas regiones
de carga:
1)La capacitancia de la unión surge de la región de
agotamiento donde hay un dipolo de carga fija positiva y
negativa.
2)La capacitancia de difusión es debida a la región externa
a la región de agotamiento.
• Bajo condiciones de pol. Inversa, prácticamente no hay
portadores inyectados y domina la capacitancia de la
unión, de región de agotamiento o de transición CT
• La capacitancia de difusión CD o de almacenamiento
debida a portadores inyectados domina bajo condiciones
de pol. Directa.
• La capacitancia es dependiente del voltaje aplicado.
CAPACITANCIA INTERNA
DEL DIODO
• La unión p-n presenta una capacitancia no despreciable bajo condiciones
de pol. directa e inversa.
• Para el capacitor de la fig.(b) las cargas en las placas son iguales a:
Q+ = CV y Q- = -CV
donde:
C = Capacitancia total de la placa.
Q+ = Q - = Q
Para la unión pn con pol. inversa:
Q+ = qNDWNA y Q- = -qNAWPA
donde:
Q+ = carga positiva total y Q-= carga negativa total
• El diodo tiene una capacitancia análoga a la de una estructura de
capacitor.
• Para el capacitor como para el diodo, un cambio en el voltaje aplicado
causa un cambio en Q+ = Q- .Cuando V aumente por ∆v, las cargas ∆Q
= ±C ∆v fluirán a las placas del capacitor y el campo eléctrico entre
ellas se incrementará en proporción directa.
• Cuando el voltaje aplicado al diodo con pol. inversa queda
incrementado en ∆vD, el incremento en Q+ y Q- se debe a un mayor
número de núcleos iónicos donantes y aceptores cargados, lo que
produce un ensanchamiento de la región de agotamiento y un
incremento en el campo eléctrico de la región de agotamiento.
• La capacitancia de la unión con pol. inversa en pequeña señal se
conoce como capacitancia de agotamiento.
• El diodo en pol. directa con un voltaje aplicado vD la capacitancia de
agotamiento está presente, pero otra capacitancia interna, llamada
capacitancia de almacenamiento de carga o de difusión, es más
significativa.
• El origen de la capacitancia de difusión se debe al flujo de corriente a
través de la unión.
• El flujo de corriente ocurre cuando se inyectan los huecos
del lado p hacia el lado n y los electrones son inyectados del lado n al
lado p. Estas cargas inyectadas generan concentraciones de
portadores, que se van reduciendo en la región de agotamiento y
causan el flujo de una corriente de difusión.
• Si el voltaje aplicado al diodo se incrementa de vD a vD +
∆vD, deberá fluir un incremento de carga ∆Q por las
terminales externas del dispositivo.
CD = ∆Q / ∆vD
• La capacitancia presente de manera natural en la
estructura básica de los diodos, a menudo afecta el
comportamiento de un circuito.
APLICACIONES DE LOS DIODOS
OPTOELECTRÓNICA
ELECTRONICA
• CIRCUITOS LÓGICOS.
1. Lógica diodo transistor (DTL).
2. Fijadores de voltaje para evitar
oscilaciones en el voltaje.
•
•
•
•
RECTIFICADORES PARA
FORMA DE ONDA.
DIODOS VARACTORES PARA
CIRCUITOS DE SINTONÍA.
DIODOS DE EFECTO TÚNEL.
DIODOS DE MICROONDAS.
•
DETECTORES.
•
FOTODETECTORES DE AVALANCHA.
•
MODULADORES.
•
DIODOS EMISOR DE LUZ.
•
LÁSERES DE SEMICONDUCTOR.

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