Los diodos son dispositivos semiconductores que permiten el flujo de corriente eléctrica en una dirección mientras lo bloquean en la dirección opuesta. Los términos «polarización directa» y «polarización inversa» se refieren a las condiciones bajo las cuales un diodo se somete a un voltaje externo. Profundicemos en las explicaciones detalladas de los diodos con polarización directa y polarización inversa:
Diodo polarizado directo:
- Aplicación de voltaje:
- En un diodo con polarización directa, se aplica un voltaje positivo (potencial más alto) al semiconductor tipo P (ánodo) y un voltaje negativo (potencial más bajo) al semiconductor tipo N (cátodo). Esto crea un campo eléctrico que estimula el flujo de corriente desde la región tipo P a la región tipo N.
- Reducción del potencial de barrera:
- El voltaje directo aplicado reduce la barrera de potencial incorporada en la unión P-N. El campo eléctrico del voltaje aplicado se opone al campo eléctrico incorporado del diodo, lo que facilita el movimiento de los portadores de carga a través de la unión.
- Conducción:
- A medida que el voltaje a través del diodo aumenta más allá del umbral conocido como «voltaje umbral» o «voltaje de corte», se supera la barrera de potencial. Los electrones de la región tipo N se mueven hacia la región tipo P y los huecos de la región tipo P se mueven hacia la región tipo N. Este movimiento de los portadores de carga constituye el flujo de corriente a través del diodo.
- Baja resistencia:
- En el estado de polarización directa, el diodo presenta baja resistencia (baja impedancia) al flujo de corriente. La caída de voltaje a través del diodo es relativamente pequeña, típicamente alrededor de 0,7 voltios para los diodos de silicio. Esta caída de voltaje a menudo se denomina caída de voltaje directo.
- Características:
- Los diodos con polarización directa conducen fácilmente y sus características de corriente-voltaje (I-V) muestran un rápido aumento de corriente con un pequeño aumento de voltaje una vez que se alcanza el umbral.
Diodo polarizado inverso:
- Aplicación de voltaje:
- En un diodo con polarización inversa, se aplica un voltaje negativo (potencial más alto) al semiconductor tipo P (ánodo) y un voltaje positivo (potencial más bajo) al semiconductor tipo N (cátodo). Esta configuración aumenta la barrera de potencial incorporada en el cruce P-N.
- Ampliación del potencial de barrera:
- El voltaje inverso aplicado se suma a la barrera de potencial incorporada, lo que dificulta que los portadores de carga crucen la unión. La barrera de potencial más amplia impide un flujo de corriente significativo a través del diodo.
- Corriente de fuga inversa limitada:
- Aunque el diodo ideal bloquearía toda la corriente en el estado de polarización inversa, los diodos del mundo real exhiben una pequeña cantidad de corriente de fuga inversa debido a los portadores minoritarios. Esta corriente suele ser muy pequeña y se considera que los diodos con polarización inversa tienen una alta impedancia bajo polarización inversa.
- Tensión de ruptura:
- Si el voltaje inverso excede un cierto valor crítico llamado «voltaje de ruptura inverso» o «voltaje de avalancha», el diodo puede experimentar un fenómeno llamado «ruptura de avalancha» o «ruptura Zener». Esto da como resultado un aumento repentino de la corriente inversa y puede dañar el diodo si la corriente no se limita.
- Características:
- Los diodos con polarización inversa suelen tener una resistencia muy alta al flujo de corriente y sus características I-V muestran una pequeña corriente de fuga inversa hasta que se alcanza el voltaje de ruptura.
En resumen, los diodos con polarización directa permiten que la corriente fluya fácilmente cuando se aplica un voltaje positivo al ánodo, lo que reduce la barrera de potencial incorporada. Los diodos con polarización inversa bloquean el flujo de corriente en condiciones normales debido al aumento de la barrera de potencial. Sin embargo, pueden sufrir averías si el voltaje inverso excede un valor crítico. Comprender estas condiciones de polarización es crucial para diseñar y analizar circuitos electrónicos que involucran diodos.
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