6.3. Tipos de diodos

Además del diodo convencional que hemos estudiado en los dos puntos anteriores, existen algunos otros que se emplean habitualmente y que tienen características especiales. Los más importantes son:
  • Diodo LED:
Acrónimo del inglés de Light-Emitting Diode, es un diodo que emite luz cuando se polariza de forma directa. El color que emite depende del material semiconductor empleado en su fabricación y puede variar desde el ultravioleta, pasando por el visible, hasta el infrarrojo.

  Imagen 36. emcelettronica. Copyright
Icono IDevice Pre-conocimiento
  • Las lámparas con diodos LED, dan una luz blanca muy grata, consumen muy poco y duran muchos años, por lo que en breve van a sustituir a las bombillas incandescentes.
  • Los diodos LED son conocidos desde los años 60. Son esos pilotos rojos y verdes que hay en todos los aparatos electrónicos. Dentro de la cápsula de plástico de un diodo LED hay un material semiconductor, que al aplicarle una pequeña corriente eléctrica, toda la energía absorbida se transforma en energía luminosa de una sola longitud de onda, sin producir nada de calor. El color puede ser incluso invisible para el ojo humano, como sucede con los LED infrarrojos que hay en los mando a distancia de los aparatos electrodomésticos.
  • Si los LED son tan antiguos, ¿por qué no se ha generalizado su uso antes? La cuestión es precisamente el color. Para conseguir luz blanca se tienen que mezclar luz roja, verde y azul a partes iguales. Puedes comprobar mirando de cerca una parte blanca de la pantalla del ordenador, y verás que está formada por diminutos puntos de estos colores. Cuando te vas alejando, verás el color blanco. Los diodos rojos y verdes eran muy fáciles y baratos de producir, pero no así los azules. En 1993 Shuji Nakamura descubrió un método muy barato y eficaz para su fabricación utilizando nitruro de Galio y nitruro de Indio, que es el proceso de fabricación que se sigue en la actualidad. Con el descubrimiento de los LED azules se abrió la puerta a la iluminación doméstica, pantallas de ordenador más ligeras y luces de discoteca más espectaculares; puede conseguirse cualquier color y se pueden controlar mediante un PC.

Ventajas de los diodos LED

 
Imagen 37. interiores. Copyright
 
  • Tamaño: a igual luminosidad, un diodo LED ocupa menos espacio que una bombilla incandescente.
  • Luminosidad: los diodos LED son más brillantes que una bombilla, y además, la luz no se concentra en un punto (como el filamento de la bombilla) sino que todo el diodo brilla por igual.
  • Duración: un diodo LED puede durar 50.000 horas, o lo que es lo mismo, seis años permanentemente encendidos. Es decir 50 veces más que una bombilla incandescente.
  • Consumo: un semáforo que sustituya las bombillas por diodos LED consumirá 10 veces menos con la misma luminosidad.
Icono IDevice Pre-conocimiento

Visiona el siguiente vídeo."Los diodos led como componentes optoelectrónicos". 1,2.

 

  • Fotodiodo:
 
Diodo sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Debe polarizarse inversamente para su adecuado funcionamiento, cuando sea excitado por la incidencia de la luz permitirá el paso de una cierta cantidad de corriente eléctrica.
 
Los fotodiodos se comportan como células fotovoltaicas. Suelen estar fabricados de silicio, sensible a la luz visible y de germanio para luz infrarroja.
 
 
 Imagen 38. R. Propio. Creative Commons

 

  •  
    Imagen 39. R. Propio. Creative Commons
    Diodo Zener:
Diodo de silicio que se ha construido para que funcione en la zona de tensión de ruptura o avalancha.  El diodo zener es el elemento esencial de los reguladores de tensión que llegan a obtener valores casi constantes, al margen de las oscilaciones que presente la tensión de red, de la resistencia de carga y de la temperatura.
El diodo Zener se representa en los esquemas con el siguiente símbolo:
Está polarizado en forma inversa, obsérvese que la corriente tiene un valor casi nulo mientras que el voltaje se incrementa rápidamente, en este ejemplo fue con 17 voltios, al circular una corriente a través de éste se produce una pequeña caída de tensión de ruptura.

Los diodos Zener mantienen la tensión entre sus terminales prácticamente constante, cuando están polarizados inversamente, por ello, estos diodos se utilizan en circuitos estabilizadores o reguladores de la tensión como en el de la figura.
Eligiendo adecuadamente la resistencia R y las características del diodo, se consigue que la tensión en la carga (RL) permanezca prácticamente constante aunque la tensión de entrada VS presente oscilaciones.

 

Icono IDevice Pre-conocimiento
  • Recortador de onda polarizado
Si lo que necesitamos es que la tensión en la carga esté comprendida entre + 10 V, montaremos el siguiente circuito.

Análisis de funcionamiento del circuito:
  • Cuando la tensión de entrada se mantiene dentro de sus límites normales, esto es, entre 10 V y -10 V, ninguno de los diodos conduce.
  • En el instante que la tensión supere los 10.7 V (los 10 V de la pila más los 0.7 V de la tensión de codo del diodo), el diodo D1 queda polarizado directamente y empieza a conducir, de modo que la tensión en la carga no puede sobrepasar ese valor.
  • Si la tensión de entrada disminuye por debajo de -10.7 V, en este caso es el diodo D2 el que se polariza directamente y conduce, por lo que en la carga la tensión se mantendrá en ese valor.
Hay que destacar que en vez de baterías, también podrían conectarse diodos zener polarizados inversamente cuya tensión zener fuese igual a la de las baterías que necesitamos colocar. Además las dos baterías o diodos zener no tienen por que tener el mismo potencial, deberán tener el potencial al que queramos que se recorte la señal de salida.
  • Formas de onda
Ahora estudiaremos más a fondo qué es lo que hace el limitador estudiando las distintas formas de onda de la tensión en la entrada y en la carga, en el caso concreto en el que nuestra carga no soporta tensiones mayores de 10 V o menores de -10 V.
 
Imagen 40. R. Propio. Creative Commons

« Anterior | Siguiente »