El primer dispositivo electrónico presentado se llama diodo.

Las características se asemejan a las de un interruptor.

El diodo ideal es un dispositivo de dos terminales que tiene el símbolo y las características que se muestran en las figuras

R = V / I

En forma ideal, un diodo conduce corriente en la dirección definida por la flecha en el símbolo (POLARIZACIÓN DIRECTA) y actua como un circuito abierto para cualquier intento de establecer corriente en la dirección opuesta (POLARIZACIÓN INVERSA).

Las características de un diodo ideal son las de un interruptor que puede conducir corriente

en una sola dirección.El diodo ideal, en consecuencia, es un circuito

abierto en la región en la que no hay conducción.

Materiales semiconductores tipo N y tipo P.

El prefijo semi se aplica a un rango de valores que se mueve entre dos límites. El término conductor se aplica a los materiales que tienen la capacidad de que circule por ellos una gran cantidad de cargas eléctricas "materiales conductores" en donde su conductividad sigma es muy alta, σ, en un conductor perfecto la conductividad es infinita σ = ∞. Por ejemplo, el cobre, Cu, tiene una conductividad σ=5.96x107 Siemens/m, la plata Ag tiene una conductividad σ=6.3X107 Siemens/m, el oro Au tiene una conductividad σ=4.5X107 Siemens/m y el aluminio tiene una conductividad σ=3.8X107 Siemens/m, todas a 20 grados centígrados.

Un aislante o un dieléctrico es un material que tiene una muy pobre capacidad de conducción ya que su conductividad sigma es muy pequeña o cercana a cero, σ≈0. En un dieléctrico perfecto la capacidad de conducción es nula o no existe ya que su conductividad, es igual a cero, σ=0.Entonces, un semiconductor es un material cuya conductividad se ubica entre los límites de la conductividad de un dieléctrico y de un conductor.

Enlace covalente: En este tipo de enlace los electrones se comparten, pero no se transfieren. Un enlace covalente consiste en un par de electrones (de valencia) compartidos por dos átomos.

El método más sencillo para liberar los electrones de valencia ligados consiste en calentar el cristal. Los átomos efectúan oscilaciones cada vez más intensas que tienden a romper los enlaces y liberar así los electrones. Cuanto mayor sea la temperatura de un semiconductor, más enlaces se rompen, más electrones son liberados y mejor podrá conducir el semiconductor.

En un material tipo N el electrón se denomina portador mayoritario y el hueco se denomina portador minoritario. Cuando el quinto electrón (electrón sobrante) de un átomo donador abandona al átomo padre, el átomo que permanece adquiere una carga positiva neta: a éste se le conoce como ion donador .En un material tipo P el hueco se denomina portador mayoritario y el electrón se denomina portador minoritario. Cuando un hueco es ocupado por un electrón, el átomo adquiere una carga positiva neta: a éste se le conoce como ion aceptor .

Material tipo N Material tipo P

Diodo SemiconductorEl diodo semiconductor se forma uniendo los materiales tipo N y tipo P, los cuales deben estar construidos a partir del mismo material base, el cual puede ser Ge o Si.

Región de Agotamiento o de DeplexiónEn el momento en que dos materiales son unidos (uno tipo N y

el otro tipo P), los electrones y los huecos que están en o cerca de la región de "unión", se combinan y esto da como resultado una carencia de portadores (tanto como mayoritarios como minoritarios) en la región cercana a la unión. Esta región de iones negativos y positivos descubiertos recibe el nombre de Región de Agotamiento o de Deplexión por la ausencia de portadores.

Especificaciones o parámetros del diodoLos diodos, como todos los componentes electrónicos, tienen especificaciones o características que establece el fabricante.Algunas de ellas son:1. El voltaje directo VF (a una corriente u temperatura específica).

2. Máxima Corriente Directa IF (a una temperatura específica).

3. Corriente de Saturación Inversa IR (a voltaje y temperatura

específicos).4. Voltaje inverso Nominal VPI o VBR (a temperatura específica).

5. Máximo nivel de disipación de Potencia PDmáx (a temperatura).

6. Capacitancias parásitas.7. Tiempo de recuperación en sentido inverso trr.

8. Intervalo de temperatura de operación.

Comportamiento de CD de un diodoAnálisis por Recta de Carga. La carga o la resistencia

de carga (RL o R) aplicada a un circuito, tiene un efecto

importante sobre el punto de región de operación de un dispositivo (en este caso el diodo).

Si se aplica la ley de voltajes de Kirchoff:V - VD - VL = 0

V = VD + IDRL

El rectificador de media ondaLa función de los circuitos rectificadores es convertir la energía eléctrica de

corriente alterna o c.a. en energía eléctrica de corriente directa o c. d.

La mayor parte de los circuitos electrónicos necesitan un voltaje de c.d.

para trabajar. Debido a que el voltaje de línea es alterno, lo primero que

debe hacerse en cualquier equipo electrónico es convertir o rectificar" el

voltaje de alterna (c.a.) en uno de directa (c.d.).

La tarea de la "fuente" o fuente de alimentación de cualquier equipo o

aparato electrónico es obtener el o los niveles adecuados de c.d. a partir

del voltaje de línea (127 VRMS).

El transformador es un dispositivo que se utiliza para elevar o reducir el

voltaje de CA, según como sea necesario.

V1 = Voltaje en el devanado primario

V2 = Voltaje en el devanado secundario

N1 = # de vueltas en devanado primario

N2 = # de vueltas en el devanado secundario

Si la razón de vueltas es 6:1 y Vin es el voltaje de la línea:

Formas de onda para el rectificador de media onda

El Vprom o Vcd de esta señal rectificada es,

Si Vm es mucho mayor que VT entonces Vcd » 0.318Vm

Voltaje de entrada y voltaje

promedio de salida en el

rectificador de media onda.

Vpp = Valor pico a pico = 2Vp

Vp = Valor pico

Vpromedio = 0

Ejemplo). Dibuja la salida Vo y calcula el nivel

de cd para el siguiente circuito, con

Vi = 20 sen wt volts y con diodo ideal.

Con el diodo conectado de esta manera, éste conduce únicamente en la

parte negativa de Vi.

Vcd = -0.318Vm = -0.318(20)

Vcd = -6.36 volts

Ejemplo). Repita el inciso anterior si el diodo se sustituye por uno real de

silicio.

Solución.

Vcd = - 0.318(Vm - VT)

Vcd = - 0.318(20 -0.7)

Vcd = - 6.14V

El rectificador de onda completaSe conocen y se utilizan dos configuraciones para rectificadores de onda

completa. La primera de ellas es el "Puente" rectificador de onda completa:

Rectificador de onda completa utilizando Transformador con Derivación Central

Para diodos reales: Vprom = Vcd = 0.636 (Vm-VT)

Para cada diodo: VPI ≥ 2Vm