Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que conduce electricidad en una sola dirección, y solo cuando se aplica una cierta diferencia de potencial mínima, o voltaje, a sus dos terminales. Los primeros diodos se utilizaron para convertir CA en CC y para filtrar la señal en radios. Desde entonces, los diodos se han vuelto omnipresentes, se utilizan para proteger los dispositivos electrónicos, iluminar nuestros hogares y enviar señales de control remoto.
La estructura básica
Para comprender la base del uso de un diodo, es útil observar los diodos estándar. estructura. El diodo p-n estándar tiene dos semiconductores que hacen contacto, formando una interfaz. Los semiconductores puros no conducen, por lo que se agregan impurezas metálicas. En un semiconductor del diodo p-n, el metal contaminante cede fácilmente un electrón; el otro también está dopado (impurificado) con un metal que acepta fácilmente un electrón. En la interfaz, los electrones se mueven de un lado a otro, haciendo que los átomos que los electrones dejaron cargados positivamente y los átomos receptores sean negativos. Esta desviación de la neutralidad ocurre solo en la interfaz. Crea un campo eléctrico de modo que los electrones que fluyen desde una corriente exterior pasan principalmente del lado receptor de electrones al lado donante de electrones.
Diodos tempranos: radios
Esta propiedad unidireccional se explotó por primera vez en AM radios La señal de radio oscila de un lado a otro, creando una corriente alterna en la antena. Antes de la amplificación, la señal debe hacerse unidireccional. Por lo tanto, el diodo de una radio deja pasar la mitad de la señal moviendo los electrones en una dirección, pero no en la otra mitad. En resumen, la CA se convierte en CC. Luego, los condensadores filtran la alta frecuencia, dejando solo la señal de audio, lista para la amplificación.
LED
Si aplica un voltaje a través de un diodo, los electrones de la corriente eléctrica que se mueve alrededor del circuito eléctrico emitirán un longitud de onda específica de la luz cuando se une a la impureza que acepta un electrón. Así es como los diodos emisores de luz (LED) producen luz. Los electrones luego se mueven a través de la interfaz de semiconductores debido al campo eléctrico en el medio, cruzan el semiconductor que dona electrones y continúan en el extremo posterior de la fuente de voltaje para completar el circuito.
Fotodiodos y diodos sensibles a la luz
Así como los diodos pueden producir luz, también pueden crear corriente cuando la reciben. Los dos tipos funcionan juntos en un dispositivo de control remoto, por ejemplo, para su televisor. Lo último es cómo funcionan los paneles fotovoltaicos. Dos diodos emiten luz desde su control remoto: uno emite luz visible para hacerle saber que se está enviando la señal; el otro emite una señal binaria a una longitud de onda invisible (de ahí la necesidad del fotodiodo visible). Los fotones golpean el semiconductor donador de electrones, liberando electrones y dándoles energía cinética. La energía cinética puede traducirse en una sola dirección, ya que solo se permite una dirección de corriente eléctrica. Esta es la misma forma en que funcionan los paneles solares, traduciendo fotones del sol a corriente eléctrica en una sola dirección.
Protección de circuito
Un diodo puede proteger los circuitos de baterías insertadas incorrectamente. La polaridad será incorrecta, pero no dañará los circuitos que pasen por el diodo, lo que solo permite una corriente débil. Los diodos también juegan un papel en los protectores contra sobretensiones. Los llamados diodos de "avalancha" conducen a un cable a tierra, pero no dejan pasar la corriente regular debido a su orientación unidireccional. A un voltaje suficientemente alto, un diodo dejará pasar el voltaje. Cuando el voltaje sube muy por encima de los niveles operativos, el diodo de avalancha se abre y deja salir el voltaje adicional a través del cable de tierra.
