El componente semiconductor más simple, el diodo, realiza una variedad de funciones útiles relacionadas con su propósito principal de administrar la dirección del flujo de corriente eléctrica. Los diodos permiten que la corriente fluya a través de ellos en una sola dirección.
Los diodos perfectamente eficientes parecen ser circuitos abiertos con un voltaje negativo y, de lo contrario, parecen cortocircuitos. Pero debido a que los diodos admiten cierta ineficiencia, su relación corriente-voltaje no es lineal. Como tal, querrá consultar la hoja de datos de un diodo para ver un gráfico de la curva de voltaje directo de cualquier diodo en relación con su corriente directa, de modo que elija el diodo correcto para su proyecto en particular.
Aplicaciones de diodos
A pesar de ser simples dispositivos semiconductores de dos pines, los diodos son vitales en la electrónica moderna. Algunas de las aplicaciones típicas de los diodos incluyen:
- Rectificar un voltaje, como convertir CA en voltajes CC
- Aislamiento de señales de un suministro
- Controlar el tamaño de una señal
- Mezcla de señales
Conversión de energía
Una aplicación importante de los diodos es convertir la alimentación de CA en alimentación de CC. Un solo diodo o cuatro diodos transforman la energía doméstica de 110 V en CC formando un rectificador de medio camino (un solo diodo) o de onda completa (cuatro diodos). El diodo permite que solo la mitad de la forma de onda de CA viaje a través de él. Cuando este pulso de voltaje carga un capacitor, el voltaje de salida parece ser un voltaje de CC constante con una pequeña ondulación de voltaje. El uso de un rectificador de onda completa hace que este proceso sea aún más eficiente al enrutar los pulsos de CA de modo que tanto la mitad positiva como la negativa de la onda sinusoidal de entrada se vean solo como pulsos positivos, duplicando efectivamente la frecuencia de los pulsos de entrada al capacitor, lo que ayuda a mantenerlo cargado y proporciona un voltaje más estable.
Los diodos y capacitores crean diferentes multiplicadores de voltaje para tomar un voltaje de CA pequeño y multiplicarlo para crear salidas de muy alto voltaje. Tanto las salidas de CA como las de CC son posibles utilizando la configuración adecuada de condensadores y diodos.
Demodulación de Señales
El uso más común de los diodos es eliminar el componente negativo de una señal de CA. Debido a que la parte negativa de una forma de onda de CA suele ser idéntica a la mitad positiva, se pierde muy poca información en este proceso de eliminación, lo que lleva a un procesamiento de señal más eficiente.
La demodulación de la señal se usa comúnmente en radios como parte del sistema de filtrado para ayudar a extraer la señal de radio de la onda portadora.
Protecciones contra sobretensiones
Los diodos también funcionan bien como dispositivos de protección para componentes electrónicos sensibles. Cuando se usan como dispositivos de protección de voltaje, los diodos no son conductores en condiciones normales de funcionamiento, pero inmediatamente cortan cualquier pico de alto voltaje a tierra donde no pueden dañar un circuito integrado. Los diodos especializados llamados supresores de voltaje transitorio están diseñados específicamente para la protección contra sobrevoltaje y pueden manejar picos de energía muy grandes durante períodos cortos, características típicas de un pico de voltaje o descarga eléctrica, que normalmente dañaría los componentes y acortaría la vida útil de un producto electrónico.
Del mismo modo, un diodo puede regular el voltaje sirviendo como recortador o limitador, un propósito especializado que limita el voltaje que puede pasar a través de él en un punto determinado.
Dirección actual
La aplicación básica de los diodos es dirigir la corriente y asegurarse de que solo fluya en la dirección adecuada. Un área en la que la capacidad de dirección de corriente de los diodos se usa con buenos resultados es en el cambio de la energía que proviene de una fuente de alimentación a la energía que funciona desde una batería. Cuando un dispositivo está enchufado y cargándose, por ejemplo, un teléfono celular o una fuente de alimentación ininterrumpida, el dispositivo debe obtener energía solo de la fuente de alimentación externa y no de la batería, y mientras el dispositivo está enchufado, la batería debe recibir energía. y recargandoTan pronto como se retira la fuente de alimentación, la batería debe alimentar el dispositivo para que el usuario no perciba ninguna interrupción.
Un buen ejemplo de control de corriente es a través de la protección de corriente inversa. Considere, por ejemplo, su automóvil. Cuando la batería se agota y un transeúnte amigable se ofrece a ayudar con los cables de puente, si mezcla el orden de los cables rojo y negro, no freirá el sistema eléctrico de su automóvil porque los diodos adyacentes a la batería bloquean la corriente en la dirección equivocada.
Conclusión
Las computadoras funcionan en binario: un mar interminable de ceros y unos. Los árboles de decisión binarios en computación se basan en puertas lógicas habilitadas por diodos que controlan si un interruptor está encendido ("1") o apagado ("0"). Aunque cientos de millones de diodos aparecen en los procesadores modernos, son funcionalmente iguales a los diodos que compra en la tienda de electrónica, solo que mucho más pequeños.
Diodos y Luz
Una linterna LED es solo una linterna cuya iluminación proviene de un diodo emisor de luz. En presencia de voltaje positivo, los LED brillan.
Un fotodiodo, por el contrario, acepta luz a través de un colector (como un mini panel solar) y convierte esa luz en una pequeña cantidad de corriente.
