Diodo para niños
Datos para niños Diodo |
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![]() Diodo en primer plano. Nótese la forma cuadrada del cristal semiconductor (objeto negro de la izquierda).
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Tipo | Semiconductor | |
Principio de funcionamiento | emisión termoiónica | |
Invención | John Ambrose Fleming (1904) | |
Símbolo electrónico | ||
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Terminales | Ánodo y Cátodo | |
Un diodo es un componente electrónico con dos conexiones. Su función principal es permitir que la corriente eléctrica fluya en una sola dirección. Si la corriente intenta ir en sentido contrario, el diodo la bloquea.
Imagina que el diodo es como una puerta de un solo sentido para la electricidad. Esto significa que puede estar en dos posiciones: una que deja pasar la corriente (llamada polarización directa) y otra que la detiene (polarización inversa).
El tipo de diodo más común hoy en día es el diodo semiconductor. Está hecho de un material especial llamado semiconductor, que es como un cristal, y tiene dos cables para conectarlo. Antes, existían los diodos de vacío, que eran como pequeñas bombillas, pero ya casi no se usan.
De manera sencilla, un diodo funciona así: si la electricidad tiene poca fuerza (poca diferencia de potencial), el diodo no deja pasar nada. Pero si la fuerza es suficiente, el diodo se abre y deja pasar la corriente con muy poca resistencia. Por eso, a los diodos también se les llama rectificadores. Son útiles para cambiar la corriente alterna (que cambia de dirección) en corriente continua (que siempre va en la misma dirección).
Los primeros diodos eran tubos de vacío, parecidos a las bombillas antiguas. Tenían dos electrodos dentro de un tubo de cristal sin aire. John Ambrose Fleming los inventó en 1904, basándose en ideas de Thomas Alva Edison.
Estos tubos de vacío tenían un filamento (el cátodo) que se calentaba con la corriente. Al calentarse, liberaba pequeños electrones al vacío. Estos electrones eran atraídos por otra placa cargada positivamente (el ánodo), creando así la corriente. Si el cátodo no se calentaba, no había electrones y no funcionaba. Por eso, los aparatos con estos diodos tardaban en encenderse y los diodos se estropeaban fácilmente.
Contenido
Historia de los Diodos
Aunque los diodos semiconductores son más conocidos ahora, tanto ellos como los diodos de vacío se desarrollaron casi al mismo tiempo.
Descubrimientos Iniciales
En 1873, Frederick Guthrie descubrió cómo funcionaban los diodos térmicos. Notó que un aparato cargado positivamente podía descargarse si se le acercaba un metal caliente, pero no si estaba cargado negativamente. Esto mostraba que la corriente solo iba en una dirección.
Más tarde, en 1880, Thomas A. Edison observó algo similar. Estudiaba por qué los filamentos de carbón de las bombillas se quemaban. Creó una bombilla especial y vio que la corriente fluía del filamento caliente a una lámina de metal, pero solo si la lámina estaba conectada de forma positiva. Edison patentó este descubrimiento en 1884, aunque en ese momento no le encontró un uso práctico.
Casi 20 años después, John Ambrose Fleming, un científico que trabajaba para la empresa Marconi y había sido empleado de Edison, se dio cuenta de que este "efecto Edison" podía usarse para detectar señales de radio. Fleming patentó el primer diodo de vacío en 1904.
El Diodo de Cristal
En 1874, el científico alemán Karl Ferdinand Braun descubrió que algunos cristales semiconductores también podían conducir la electricidad en una sola dirección. Patentó un "rectificador de cristal" en 1899.
El científico indio Jagdish Chandra Bose fue el primero en usar un cristal semiconductor para detectar ondas de radio en 1894. Luego, Greenleaf Whittier Pickard desarrolló un detector de cristal de silicio en 1903, que se hizo práctico para recibir señales inalámbricas. Al principio, estos detectores usaban un cable fino que se movía sobre el cristal para encontrar la mejor señal. Eran un poco complicados, pero volvieron a ser populares con los diodos de germanio en los años 50.
En 1919, William Henry Eccles inventó la palabra "diodo". Viene del griego "dia", que significa "separado", y "ode", que significa "camino".
Diodo Semiconductor: Cómo Funciona
Un diodo semiconductor moderno se fabrica con un cristal de silicio al que se le añaden pequeñas cantidades de otras sustancias, llamadas "impurezas". Esto crea dos zonas:
- Una zona con muchos electrones libres (llamada tipo n).
- Otra zona con "huecos" (lugares donde faltan electrones), que actúan como cargas positivas (llamada tipo p).
Las conexiones del diodo se unen a estas dos zonas. El punto donde se encuentran estas dos zonas dentro del cristal se llama unión PN, y es clave para el funcionamiento del diodo. El diodo permite que los electrones fluyan del lado n (el cátodo) al lado p (el ánodo), pero no al revés.
Cuando se unen los dos cristales (tipo n y tipo p), algunos electrones de la zona n se mueven a la zona p. Esto crea una pequeña área sin cargas libres en la unión, llamada región de agotamiento. Esta región actúa como una barrera que impide que más electrones se muevan. Es como si apareciera una pequeña "tensión" interna, de unos 0.7 V para el silicio y 0.3 V para el germanio.
Cuando conectamos el diodo a una fuente de energía externa, decimos que está "polarizado". Puede ser de dos maneras:
Polarización Directa de un Diodo
En este caso, la batería ayuda a los electrones a cruzar la barrera de la región de agotamiento. El diodo conduce la electricidad.
Para que un diodo esté en polarización directa, se conecta el lado positivo de la batería al ánodo del diodo y el lado negativo al cátodo. Así es como funciona:
- El lado negativo de la batería empuja los electrones libres de la zona n hacia la unión.
- El lado positivo de la batería atrae los electrones de la zona p, lo que es como empujar los huecos hacia la unión.
- Cuando la fuerza de la batería es mayor que la "tensión" interna del diodo, los electrones de la zona n tienen suficiente energía para saltar a los huecos de la zona p.
- Una vez que un electrón salta a la zona p, se mueve hacia el lado positivo de la batería, creando una corriente eléctrica continua a través del diodo.
Polarización Inversa de un Diodo
Aquí, la batería se conecta al revés: el lado negativo a la zona p y el lado positivo a la zona n. Esto hace que la región de agotamiento se haga más ancha, bloqueando el paso de la corriente.
Así es como sucede:
- El lado positivo de la batería atrae los electrones libres de la zona n, alejándolos de la unión. Esto deja átomos con carga positiva en la zona n.
- El lado negativo de la batería envía electrones a la zona p, llenando los huecos y creando átomos con carga negativa.
- Este proceso continúa hasta que la región de agotamiento se vuelve tan ancha que bloquea casi por completo el flujo de corriente.
En esta situación, el diodo no debería conducir. Sin embargo, debido a la temperatura, se forman muy pocos pares de electrón-hueco, creando una corriente muy pequeña llamada corriente inversa de saturación. También puede haber una pequeña corriente superficial de fugas que se mueve por la superficie del diodo. Ambas son generalmente tan pequeñas que se pueden ignorar.
Curva Característica del Diodo
La curva característica de un diodo muestra cómo se relaciona la corriente que pasa por él con la tensión aplicada. Algunos puntos importantes son:
- Tensión umbral (Vγ ): Es la tensión mínima que se necesita para que el diodo empiece a conducir bien en polarización directa. Antes de esta tensión, la corriente es muy pequeña.
- Corriente máxima (Imax ): Es la corriente más grande que el diodo puede soportar sin dañarse por el calor.
- Corriente inversa de saturación (Is ): La pequeña corriente que fluye cuando el diodo está en polarización inversa, causada por la temperatura.
- Tensión de ruptura (Vr ): Es la tensión inversa máxima que el diodo puede soportar antes de que se dañe y empiece a conducir mucha corriente en sentido inverso. Esto puede ocurrir por el efecto avalancha (los electrones chocan y liberan más electrones) o el efecto Zener (el campo eléctrico es tan fuerte que arranca electrones).
Tipos de Diodo Semiconductor

Existen muchos tipos de diodos, cada uno con características especiales para diferentes usos:
- Diodo avalancha (TVS): Conducen en sentido contrario cuando la tensión inversa supera un límite, protegiendo los circuitos.
- Diodo de Silicio: Son muy pequeños y se usan en detectores para medir la luz o la radiación.
- Diodo de cristal: Un tipo antiguo de diodo, usado en las radio de galena. Consiste en un cable fino que toca un cristal semiconductor.
- Diodo de corriente constante: Mantiene la corriente que pasa por él en un valor fijo, sin importar la tensión.
- Diodo túnel o Esaki: Son muy rápidos y pueden usarse en temperaturas muy bajas o en el espacio.
- Diodo Gunn: Se usan para generar ondas de radio de alta frecuencia.
- Diodo emisor de luz o LED: Son los diodos que producen luz cuando la corriente pasa a través de ellos. Vienen en muchos colores.
- Diodo láser: Similares a los LED, pero producen un rayo de luz láser. Se usan en reproductores de DVD o en comunicaciones rápidas.
- Diodo térmico: Se usan para medir la temperatura o para enfriar componentes electrónicos.
- Fotodiodos: Son sensibles a la luz y la convierten en corriente eléctrica. Se usan en celdas solares o en cámaras.
- Diodo de punta de contacto: Otro tipo de diodo antiguo, similar al de cristal, todavía usado en algunas radios.
- Diodo PIN: Tienen una capa extra en el centro y se usan como interruptores de alta frecuencia o detectores de radiación.
- Diodo Schottky: Conducen con una tensión muy baja y son muy rápidos, ideales para circuitos de alta velocidad.
- Stabistor: Un diodo especial que mantiene una tensión muy estable, útil para regular voltajes bajos.
- Diodo Varicap: Se comporta como un condensador que puede cambiar su capacidad con la tensión, útil en circuitos de radio.
Aplicaciones del Diodo
Los diodos se usan en muchísimos aparatos electrónicos. Aquí tienes algunos ejemplos:
- Rectificadores: Cambian la corriente alterna en corriente continua. Hay varios tipos:
* Rectificador de media onda * Rectificador de onda completa * Rectificador en paralelo
- Protección de circuitos: Evitan que otros componentes se dañen si la electricidad se conecta al revés.
- Duplicador de tensión: Aumentan el voltaje de una señal.
- Estabilizador Zener: Mantienen un voltaje constante en un circuito.
- LED: Como ya sabes, son luces que se usan en pantallas, indicadores y más.
- Limitador: Limitan el voltaje de una señal para proteger componentes.
- Circuito fijador: Ajustan el nivel de una señal eléctrica.
- Multiplicador de tensión: Multiplican el voltaje de una señal.
- Divisor de tensión: Dividen el voltaje para obtener diferentes niveles.
Galería de imágenes
Véase también
En inglés: Diode Facts for Kids