Tipos De Diodos Rectificadores. Características Y Función

Los diodos son dispositivos semiconductores ampliamente utilizados. Un diodo rectificador es un semiconductor de dos conductores que permite que la corriente pase en una sola dirección. En general, el diodo de unión PN se forma uniendo materiales semiconductores tipo N y tipo P. El lado de tipo P se llama ánodo y el lado de tipo N se llama cátodo. Muchos tipos de diodos rectificadores se utilizan para una amplia gama de aplicaciones. Los tipos de diodos rectificadores son un componente vital en las fuentes de alimentación donde se utilizan para convertir el voltaje de CA en voltaje de CC. Los diodos Zener se utilizan para la regulación de voltaje, evitando variaciones no deseadas en los suministros de CC dentro de un circuito.

El símbolo de un diodo rectificador se muestra a continuación, la punta de la flecha apunta en la dirección del flujo de corriente convencional.

Funcionamiento del circuito del diodo rectificador

Tanto los materiales de los tipos de diodos rectificadores y los tipo N como tipo P se combinan químicamente con una técnica de fabricación especial que da como resultado la formación de una unión PN. Esta unión PN tiene dos terminales que pueden llamarse como electrodos y, por este motivo, se llama "DIODO" (Di-ode).

Si se aplica un voltaje de suministro de CC externo a cualquier dispositivo electrónico a través de sus terminales, se llama polarización.

Tipos de diodos rectificadores

A continuación te mostramos los tipos de diodos rectificadores y sus respectivas funciones:

Diodo rectificador imparcial

Estos tipos de diodos rectificadores se usa cuando no se suministra voltaje a un diodo rectificador, entonces se llama como un diodo imparcial, el lado N tendrá una mayoría de electrones y muy pocos agujeros (debido a la excitación térmica), mientras que el lado P tendrá una carga mayoritaria. Portadores de agujeros y muy pocos números de electrones.

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En este proceso, los electrones libres del lado N se difundirán (se extenderán) hacia el lado P y la recombinación tendrá lugar en los agujeros presentes allí, dejando + ve iones inmóviles (no movibles) en el lado N y creando iones inmóviles -ve en el P lado del diodo.

El inmóvil en el lado de tipo n cerca del borde de unión. Del mismo modo, los iones inmóviles en el lado tipo p cerca del borde de unión. Debido a esto, se acumularán cantidades de iones positivos e iones negativos en la unión. Esta región así formada se llama región de agotamiento.

En esta región, se crea un campo eléctrico estático denominado Potencial de barrera a través de la unión PN del diodo.

Se opone a la migración adicional de agujeros y electrones a través de la unión.

Diodo polarizado hacia adelante

Estos tipos de diodos rectificadores de polarización directa: en un diodo de unión PN, el terminal positivo de una fuente de voltaje está conectado al lado tipo P, y el terminal negativo está conectado al lado tipo N, se dice que el diodo está en condición de polarización directa.

Los electrones son repelidos por el terminal negativo del suministro de voltaje de CC y se desplazan hacia el terminal positivo. Entonces, bajo la influencia del voltaje aplicado, esta deriva de electrones hace que la corriente fluya en un semiconductor. Esta corriente se denomina "corriente de deriva". Como los portadores mayoritarios son electrones, la corriente en tipo n es la corriente de electrones.

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Como los agujeros son portadores mayoritarios en el tipo P, estos son repelidos por el terminal positivo del suministro de CC y se mueven a través de la unión hacia el terminal negativo. Entonces, la corriente en tipo p es la corriente del agujero. Por lo tanto, la corriente general debido a la mayoría de los operadores crea una corriente directa.

La dirección de los flujos de corriente convencionales de positivo a negativo de la batería en la dirección de la corriente convencional es opuesta al flujo de electrones.

Diodo polarizado inverso

Tipos de diodos rectificadores de condición de polarización inversa: si el diodo es el terminal positivo de la fuente de voltaje está conectado al extremo de tipo N, y el terminal negativo de la fuente está conectado al extremo de tipo p del diodo, no habrá corriente a través del diodo excepto corriente de saturación inversa.

Esto se debe a que en la condición de polarización inversa, la capa de agotamiento de la unión se ensancha al aumentar el voltaje de polarización inversa. Aunque hay una pequeña corriente que fluye desde el extremo del tipo N al tipo P en el diodo debido a los portadores minoritarios. Esta corriente se llama corriente de saturación inversa.

Los portadores minoritarios son principalmente electrones / agujeros generados térmicamente en semiconductores de tipo P y semiconductores de tipo P, respectivamente. Ahora, si el voltaje aplicado inversamente a través del diodo aumenta continuamente, entonces, después de cierto voltaje, la capa de agotamiento se destruirá, lo que causará que una gran corriente inversa fluya a través del diodo.

Si esta corriente no está limitada externamente y alcanza más allá del valor seguro, el diodo puede destruirse permanentemente.

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Estos electrones que se mueven rápidamente colisionan con los otros átomos en el dispositivo para eliminar algunos electrones más de ellos. Los electrones, así liberados, liberan aún más electrones de los átomos al romper los enlaces covalentes.

Este proceso se llama multiplicación de portadores y conduce a un aumento considerable en el flujo de corriente a través de la unión PN. El fenómeno asociado se llama Avalanche Breakdown.

Algunas aplicaciones del diodo rectificador

Los tipos de diodos rectificadores tienen muchas aplicaciones. Estas son algunas de las aplicaciones típicas de diodos que incluyen:

• Rectificar un voltaje, como convertir la CA en voltajes de CC.
• Aislamiento de señales de un suministro.
• Referencia de voltaje.
• Controlando el tamaño de una señal.
• Mezcla de señales.
• Señales de detección.
• Sistemas de iluminación.
• Diodos láser.

Rectificador de media onda

Uno de los usos más comunes para los tipos de diodos rectificadores es modificar el voltaje de CA en una fuente de alimentación de CC. Dado que un diodo solo puede conducir corriente de una manera, cuando la señal de entrada se vuelve negativa, no habrá corriente. Esto se llama un rectificador de media onda. La siguiente figura muestra el circuito del diodo rectificador de media onda.

Rectificador de onda completa

Los usos de los tipos de diodos rectificadores de onda completa se construye con cuatro diodos, por esta estructura podemos hacer que ambas mitades de las ondas sean positivas. Tanto para los ciclos positivos como negativos de la entrada, hay una ruta directa a través del puente de diodos.

Mientras que dos de los diodos tienen polarización directa, los otros dos tienen polarización inversa y se eliminan efectivamente del circuito. Ambas rutas de conducción hacen que la corriente fluya en la misma dirección a través de la resistencia de carga, logrando la rectificación de onda completa.

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Los rectificadores de onda completa se utilizan en fuentes de alimentación para convertir voltajes de CA en voltajes de CC. Un condensador grande en paralelo con la resistencia de carga de salida reduce la ondulación del proceso de rectificación. La siguiente figura muestra el circuito del diodo rectificador de onda completa.