ELECTRÓNICA PARA NEWBIES.

Tipo de diodos.

Existen varias clases de diodos dependiendo de la función que van a desempeñar, la intensidad de corriente que va a soportar y la frecuencia de trabajo. En función de la intensidad de corriente que va a circular, está la función de la potencia a disipar. En electrónica a veces es necesario trabajar con corrientes elevadas, por lo que un diodo de poca corriente, se destruiría enseguida. Por tanto se puede clasificar los diodos en función de la aplicación que va a tener.

Además, los diodos no solo sirven para rectificar la corriente eléctrica. Existen diodos especiales que cumplen otras funciones como por ejemplo:

Diodo Zener:

El diodo Zener está diseñado para trabajar en la zona polar, es decir, cuando está conectado de manera inversa, ya que aumenta la corriente inversa cuando alcanza un punto específico.

El diodo LED:

El diodo Varicap:

Existen otros tipos de diodos como por ejemplo el fotodiodo que se utiliza en el área de los infrarrojos (mandos a distancia); el diodo túnel, que se utiliza para obtener distintos circuitos de alta y baja frecuencia, etc. Hay mas y variados, pero los más usados están aquí expuestos.

Características de los diodos

Cuando se van a utilizar diodos, normalmente de baja frecuencia y poca potencia, es necesario conocer factores básicos como la intensidad de ruptura, la tensión nominal, la resistencia inversa, la temperatura máxima de trabajo e incluso la resistencia interna del mismo, entre otros factores no tan importantes. A continuación hablaré sobre ellos.

Lo primero que tienes que hacer es mirar en la hoja de características del fabricante sobre el componente en cuestión.

Dependiendo para lo que necesitemos nuestro diodo, el primer valor que nos interesa es el valor de máxima tensión inversa de pico (Vrrm), es decir el mayor valor permisible de tensión inversa que aguantará el diodo de manera inversa sin que se dañe o rompa. Esto implica que durante un pequeño intervalo de tiempo podrá aguantar dicha tensión máxima.

El siguiente valor (Vrms), es el valor máximo de tensión habitual que permite el diodo. Superar dicho valor podría suponer la destrucción del diodo.

El último valor reseñable es la máxima tensión en continua en la que, a partir de dicho valor se destruirá el diodo (Vdc), o tensión máxima de continua.

Consultar las hojas de características de los componentes te ayudará a saber los valores máximos de la tensión y corriente así como la temperatura máxima de trabajo o la mínima. También te indicará valores como la impedancia de entrada, la respuesta de frecuencia o intensidad de fuga.

Rectificadores de diodos

Cuando hablamos de rectificadores, nos estamos refiriendo a los dispositivos electrónicos que convierten la señal alterna de los generadores de electricidad alterna, en electricidad continua. Los principales componentes de estos dispositivos son los diodos del tipo rectificador de la serie 1N4001 – 1N4007 como los mostrados en la hoja de caracterisitcas anterior.

El voltaje que pueden rectificar y aguantar varía según suba en numeración. Es decir, el 1N4001 aguantará menor valor que el 1N4002, y éste aguantará menos que el 1N4002, etc. Puedes descargarte la hoja de características de estos dispositivos en la dirección:

Para este estudio nos fijaremos en el diodo 1N4007 por ser el diodo de mayor tensión inversa.

Características del rectificador.

A la hora de diseñar un buen rectificador de tensión alterna a continua, lo que tenemos que tener claro es que el diodo rectificador sea capaz de aguantar la tensión que va a rectificar. Para comprobar eso, nos dirigiremos a la hoja de características de dicho diodo y comprobamos los valores de máxima tensión rectificada, máxima tensión inversa , y el máximo voltaje que soporta.

Estos valores nos ayudan a poder calcular el rectificador de una fuente de alimentación sin que se queme el diodo rectificador por exceso de temperatura. Además en la hoja de características vendrá definida también la temperatura máxima, la intensidad máxima, el tipo de material insertado, etc., que nos ayudará a calcular correctamente los valores del rectificador.

Funcionamiento del rectificador

El funcionamiento del rectificador es básico. En el circuito:

Hemos conectado un diodo rectificador a la salida del secundario del transformador. Teóricamente en el estudio de los rectificadores y de los semiconductores se establece un sentido convencional para facilitar la comprensión del circuito. Considerando al diodo como un interruptor que permite el paso de la corriente en un sentido pero no en otro, establecemos que el sentido que permite pasar la corriente eléctrica es el de cátodo a ánodo según esta consideración teórica de sentido convencional; por lo que la corriente se bloqueará cuando circule de sentido ánodo a cátodo.

NOTA: Realmente, la corriente eléctrica por el interior de un diodo circula de ánodo a cátodo, mientras que el diodo bloquea la corriente de cátodo a ánodo. Esto se debe a que los electrones se desplazan por una diferencia de potencial de un terminal negativo hacia un terminal más positivo.

Aclarado esto, volvemos al circuito en el cual vemos como al secundario llega el pulso positivo al cátodo del diodo. Como el pulso es positivo y, según el sentido convencional, el diodo está en polarización directa, permite el paso de la corriente eléctrica del pulso hacia la carga.

Cuando cambia la polaridad del secundario, el pulso negativo, se encuentra al diodo en sentido inverso, con lo que en su interior se ha producido un bloqueo de la tensión alterna y durante el tiempo que dure el pulso negativo, no circulará corriente por la carga. Como puedes deducir, en un ciclo completo alterno, se ha producido una circulación de corriente por un único sentido y en un pulso preciso.

Tal vez no te sea suficiente un único pulso rectificado, pero si te pones a pensar que la red eléctrica trabaja a una frecuencia de 60Hz, porcada pulso rectificado obtienes trabajo en la carga y teniendo en cuanta que la red eléctrica por cada segundo conectado obtienes 60 ciclos pulsantes positivos y negativos, como aprovechas los positivos, obtienes la mitad de la frecuencia alterna es decir 30Hz.

En muchos equipos es necesario que se rectifique la corriente alterna de una manera más eficaz. El método de cómo conseguirlo es hacerlo mediante el uso de filtros y otras redes rectificadoras que se añadan a esta función. Pero eso ahora no interesa. El grupo de pulsos rectificados no es una corriente eléctrica continua exacta. Lo que obtienes a la salida del rectificador es un pulso positivo recortado por sus niveles inferiores de la siguiente forma:

Esto se debe a que el diodo tiene una barrera de potencial que hay que vencer; es decir los dipolos que a ambos lados del diodo han creado un campo eléctrico en la juntura del diodo. Por tanto, el pulso eléctrico positivo tiene que vencer a ese campo eléctrico del diodo y, cuyo valor aproximado es 0,6 – 0,7 voltios en un semiconductor de Silicio.

Para que acabes de entender, supón el valor máximo del semiciclo positivo en 12 voltios. Como el diodo tiene una barrera de potencial de 0,7 voltios, hasta que el semiciclo positivo no haya crecido más de esa tensión, el diodo rectificador no permitirá el paso de la corriente eléctrica. De ahí que la forma de onda de la señal sea así.

En otros capítulos abordaremos en detalle este concepto y muchos otros. Ahora puedes visitar el enlace del vídeo y realizar el examen para comprobar tus conocimientos adquiridos. Gracias.