Si alguna vez ha visto, unas pequeñas luces de diferentes
colores que se encienden y apagan, en algún circuito
electrónico, ha visto los
diodo LED en funcionamiento.
Símbolo del diodo LED
El
LED es un tipo especial de diodo, que trabaja como un diodo común, pero que al ser atravesado por la
corriente eléctrica, emite luz.
Existen
diodos LED de varios colores que dependen del material con el cual fueron construidos. Hay de color rojo, verde, amarillo, ámbar, infrarrojo, entre otros.
Eléctricamente el
diodo LED se comporta igual que un diodo de silicio o germanio.
Si se pasa una corriente a través del diodo semiconductor, se inyectan electrones y huecos en las regiones P y N, respectivamente.
Dependiendo de la magnitud de la corriente, hay recombinación de los portadores de carga (electrones y huecos).
Hay un tipo de recombinaciones que se llaman recombinaciones radiantes (aquí la emisión de luz). La relación entre las recombinaciones radiantes y el total de recombinaciones depende del material
semiconductor utilizado (GaAs, GaAsP,y GaP)
Dependiendo del material de que está hecho el
LED, será la emisión de la longitud de onda y por ende el color.
Debe de escogerse bien la corriente que atraviesa el
LED para obtener una buena intensidad luminosa y evitar que este se pueda dañar.
El
LED tiene un voltaje de operación que va de 1.5 V a 2.2 voltios aproximadamente y la gama de corrientes que debe circular por él está entre los 10 y 20 miliamperios (mA) en los diodos de color rojo y de entre los 20 y 40 miliamperios (mA) para los otros
LEDs.
Los
diodos LED tiene enormes ventajas sobre las lámparas indicadoras comunes, como su bajo consumo de energía, su mantenimiento casi nulo y con una vida aproximada de 100,000 horas.
El
diodo LED debe ser protegido. Una pequeña cantidad de corriente en sentido inverso no lo dañará, pero si hay picos inesperados puede dañarse.
Una forma de protegerlo es colocar en paralelo con el
diodo LED pero apuntando en sentido opuesto un diodo de silicio común.
Aplicaciones tiene el
diodo LED. Se utiliza ampliamente en aplicaciones visuales, como indicadoras de cierta situación específica de funcionamiento.
Diodo Schottky
A diferencia del diodo semiconductor normal que tiene una unión P–N, el diodo schottky tiene una unión Metal-N.
Estos diodos se caracterizan por su velocidad de conmutación, una baja caída de Voltaje cuando están polarizados en directo (típicamente de 0.25 a 0.4 voltios).
El diodo Schottky está más cerca del diodo ideal que el diodo semiconductoromún pero tiene algunas características que hacen imposible su utilización en aplicaciones de potencia.
Estas son:
- El diodo Schottky tiene poca capacidad de conducción de corriente en directo (en sentido de la flecha).
Esta característica no permiten que sea utilizado como diodo rectificador. Hay procesos de rectificación(por ejemplo fuentes de alimentación) en que la cantidad de corriente que tienen que conducir en sentido directo es bastante grande.
- El diodo Schottky no acepta grandes voltajes que lo polaricen inversamente (VCRR).
El proceso de rectificación antes mensionado también requiere que la tensión inversa que tiene que soportar el diodo sea grande.
Sin embargo el diodo Schottky encuentra gran cantidad de aplicaciones n circuitos de alta velocidad como en computadoras, donde se necesitan grandes velocidades de conmutación y su poca caída de voltaje en directo ausa poco gasto de energía.
El símbolo del diodo Schottky se ve en el diagrama a la derecha.
Diodo Tunnel
El diodo Tunnel se comporta de una manera muy interesante conforme se le va aumentando una tensión aplicada en sentido directo.
- Cuando se aplica una pequeña tensión, el diodo tunnel empieza a conducir (la corriente empieza a fluir).
- Si se sigue aumentando esta tensión la corriente aumentará hasta llegar un punto después del cual la corriente disminuye.
- La corriente continuará disminuyendo hasta llegar al punto mínimo de un "valle" y ....
- Después volverá a incrementarse. En esta ocasión la corriente continuará aumentando conforme aumenta la tensión.
Este comportamiento de la corriente en función de la tensión en el diodo tunnel se puede ver en el siguiente gráfico.
- Vp: Tensión pico
- Vv: Tensión de valle
- Ip: Corriente pico
- Iv: Corriente de valle
La región en el gráfico en que la corriente disminuye cuando latensión aumenta (entre Vp y Vv) se llama "zona de resistencia negativa"
El diodo tunnel se llama también diodo Esaki en honor a su inventor japonés Leo Esaki
Los diodos tunnel tienen la cualidad de pasar entre los niveles de corriente Ip e Iv muy rápidamente, cambiando de estado de conducción al de no conducción incluso más rápido que los diodos Schottky.
Desgraciadamente, este tipo de diodo no se puede utilizar como rectificador debido a que tiene una corriente de fuga muy grande cuando están polarizados en reversa.
Así estos diodos sólo encuentran aplicaciones reducidas como en circuitos osciladores de alta frecuencia.