Diodo de unión PN: Definición y propiedades

¿Qué es un diodo de unión PN?

Un diodo de unión pn es un dispositivo semiconductor básico que controla el flujo de corriente eléctrica en un circuito. Tiene un lado positivo (p) y un lado negativo (n). Si está leyendo esta lección en una computadora o computadora portátil que está enchufada a una toma de corriente, probablemente esté utilizando un diodo de este tipo en este momento. Si continúa, descubrirá dónde es más probable que encuentre este diodo.

Pero por ahora, hablemos de la composición de un diodo de unión pn. En realidad, es una pequeña cosa bastante simple. La mayoría de ellos están hechos con silicona, lo que permite que el diodo funcione a temperaturas más altas, lo que es importante para evitar el sobrecalentamiento de sus componentes electrónicos. Para hacer un diodo de unión pn, se agrega una impureza diferente a cada lado de un semiconductor de silicio para cambiar cuántos huecos o electrones adicionales están presentes. En un semiconductor de silicio puro, hay un número igual de huecos para los electrones. Si hay más huecos que electrones, ese lado es el lado p. Si hay más electrones que huecos, entonces se convierte en el lado n. Sin embargo, el hecho de que haya un lado positivo y negativo no significa que el material esté cargado eléctricamente de alguna manera. Debido a que se han agregado las impurezas, el material sigue siendo eléctricamente neutro.

Cuando colocas un lado positivo con un lado negativo juntos, obtienes una unión pn que también es un diodo pn. Por lo tanto, obtiene el nombre de diodo de unión pn.

En los dibujos, los diodos se dibujan con un triángulo apuntando a una línea. El triángulo actúa como una flecha que le muestra en qué dirección fluye la corriente. La base del triángulo es el lado positivo y el final con la línea es el lado negativo del diodo. La corriente fluye de positivo a negativo. Si la corriente intenta fluir en sentido contrario, entonces el diodo bloquea la corriente, de ahí la línea en la punta del triángulo. Eso es para mostrar que si la corriente intenta fluir en esta dirección, no funcionará.

Cómo funciona

Entonces, ¿cómo ayuda esto a controlar el flujo de corriente?

Si una corriente fluye en la misma dirección que el diodo de unión pn llamado polarización directa, entonces las cosas funcionarán sin problemas con los orificios positivos moviéndose hacia el lado negativo y viceversa. Esto mantiene la corriente fluyendo. Pero si la corriente fluye en la otra dirección, llamada polarización inversa, entonces forma una barrera en el medio del semiconductor que bloquea el movimiento de los agujeros y electrones y detiene el flujo de corriente.

Usos del diodo de unión PN

La capacidad de controlar el flujo de corriente de esta manera hace que el diodo de unión pn sea un dispositivo semiconductor simple pero poderoso. Hay dos grandes aplicaciones con estos: convertir la entrada de CA en salida de CC y funcionar como un interruptor.

El primer uso es el que probablemente esté utilizando en este momento. La mayoría de las computadoras y portátiles requieren un adaptador de CA para funcionar. Esto se debe a que la mayoría de los dispositivos electrónicos solo funcionan con una corriente CC en lugar de una corriente CA con corriente tanto positiva como negativa. Usando el diodo, evita que la corriente cambie de dirección, pero la electricidad aún circula con la corriente CA.

Como interruptor, los diodos de unión pn se utilizan en circuitos lógicos donde la corriente que fluye significa un sí y la no corriente significa un no. Una vez más, dentro de su computadora hay circuitos lógicos bastante avanzados que le permiten manejar tareas lógicas bastante complicadas. Simplemente abre el programa de la calculadora en tu computadora y dale el problema más difícil que conozcas. Sin duda, su computadora lo maneja con facilidad. No lo ve, pero ese cálculo se manejó con electricidad corriendo a través de algunos circuitos lógicos con diodos que actúan como un interruptor y le dicen a la computadora cuál es la respuesta correcta. Una vez realizada toda la lógica, verá el resultado en su pantalla.

Ejemplo de diodo de unión PN

Aquí hay un ejemplo de un diodo en un esquema de circuito.

Este es en realidad un ejemplo de un adaptador de CA básico en funcionamiento. Tienes tu corriente alterna y tu diodo. La resistencia representa la carga una vez que el sistema está encendido. El diodo apaga el circuito cuando la corriente cambia de dirección.

Resumen de la lección

Dediquemos unos momentos a revisar la información importante que hemos aprendido. Un diodo de unión pn es un dispositivo semiconductor básico que controla el flujo de corriente eléctrica en un circuito. Tiene un lado positivo (p) y un lado negativo (n) creados al agregar impurezas a cada lado de un semiconductor de silicio.

El símbolo de un diodo de unión pn es un triángulo que apunta a una línea.

Donde apunta el triángulo le muestra en qué dirección el diodo dejará fluir la corriente. Éste permite que la corriente fluya de derecha a izquierda con el lado derecho siendo el lado positivo. Dos usos importantes para los diodos de unión pn son estos: convertir la entrada de CA en salida de CC y funcionar como un interruptor.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador