EL DIODO SEMICONDUCTOR

El diodo semiconductor

Al unir un trozo de semiconductor de tipo N con otro de tipo P se forma entre ambos una zona neutra y aislante, entre cuyos extremos existe una diferencia de potencial que impide que se prolongue el fenómeno de la difusión hasta igualar las concentraciones de portadores, según se muestra en la siguiente figura.

Diferencia de potencial en la zona de unión N-P de un diodo semiconductor que detiene el fenómeno de difusión

Una vez detenido el fenómeno de la difusión por la barrera de potencial se puede polarizar externamente dicha unión N-P, de forma que la tensión aplicada se oponga a la de la barrera o, por

el contrario, la aumente; en el primer caso se denomina «polarización directa» y en el segundo, «polarización inversa».

Una unión N-P se dice que está polarizada directamente cuando se le aplica un potencial negativo a la zona N y positivo a la zona P que contrarreste el que internamente existe a consecuencia de la barrera de potencial. 

En la imagen siguiente se presenta la unión N-P polarizada directamente. También en dicha imagen se indica la corriente de electrones que pasa por el circuito, puesto que al anular la pila la barrera de potencial continúa el fenómeno de la difusión, pasando los electrones mayoritarios de la zona N a la P y siendo absorbidos por el borne positivo de la pila. Al mismo tiempo el borne negativo repone a la zona N los electrones perdidos, con lo que se mantiene la concentración de portadores y el fenómeno descrito de forma indefinida.

Unión N-P polarizada directamente en un diodo semiconductor

Se ha evitado comentar lo que sucede con los huecos de la zona P en la figura anterior, porque como se recordará éstos no existen y en realidad lo que circulan son electrones en sentido contrario, incrementando la corriente dibujada.

La circulación de corriente por la unión N-P del semiconductor es tan intensa cuando se polariza directamente, que en la practica se comporta como conductor. Concretamente, la unión N-P en esta situación presenta

una resistencia de unos 500 ohmios, en términos generales.

Cuando externamente se polariza la zona N con potencial positivo y a la P con negativo, se dice que la polarización es inversa porque está ayudando a la barrera de potencial, impidiendo aún más

la realización de la difusión de los portadores.

En la figura siguiente se presenta la unión N-P polarizada inversamente, pero en ella existe una circulación de electrones muy débil que van de la zona P a la N.

Unión N-P polarizada inversamente en un diodo semiconductor

Aunque en principio parece lógico pensar que la polarización inversa no puede provocar la circulación de portadores, por reforzar la barrera de potencial, haciendo más negativa a la zona P y más positiva a la N, resulta que este incremento repercute sobre los portadores minoritarios de las dos zonas, haciendo que los pocos electrones que tiene la zona P, dada la gran tensión positiva de la zona N, se dirijan hacia ella y otro tanto ocurre con los huecos de la N, que se dirigen hacia la P.

La puesta en movimiento y unión de los electrones de la zona P con los huecos de la N hace que por cada electrón que sale de P y se une con un hueco de N la pila saca un electrón de N y por tanto le repone el hueco neutralizado y lo lleva hasta el P, reponiéndole el electrón perdido. De esta forma se mantienen las concentraciones iniciales y la débil corriente representada en la figura anterior.

La unión N-P, al quedar polarizada inversamente, se comporta como aislante, oponiendo una resistencia del orden de varios cientos de miles de ohmios al paso de la corriente.

Resumiendo los puntos importantes a tener en cuenta

La unión N-P se comporta como conductor si se polariza directamente, o sea, positivo al P y negativo al N, y como aislante si se polariza inversamente. Su comportamiento es similar a la válvula diodo, a la que puede sustituir en todas las aplicaciones.

En un circuito que contenga un diodo, al polarizarlo directamente no circula corriente hasta alcanzar una tensión dada (0,5 V, aproximadamente), manteniendo el diodo entre sus extremos dicha tensión, para diferentes valores de corriente.

Escrito por Archie Tecnology

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