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20 DIODOS
1.7 LO IDEAL VS. LO PRÁCTICO
SEMICONDUCTORES
●
En la sección anterior vimos que la unión p-n permite un flujo abundante de carga cuando da
una polarización en directa, y un nivel muy pequeño de corriente cuando la polarización es en
inversa. Ambas condiciones se resumen en la figura 1.21 con el vector de corriente grueso en la
figura 1.21 en correspondencia con la dirección de la flecha del símbolo de diodo y el vector significativamente
menor en la dirección opuesta de la figura 1.21b, que representa la corriente de
saturación en inversa.
Una analogía utilizada con frecuencia para describir el comportamiento de un diodo semiconductor
es un interruptor mecánico. En la figura 1.21a el diodo está actuando como un interruptor
cerrado que permite un flujo abundante de carga en la dirección indicada. En la figura
1.21b el nivel de corriente es tan pequeño en la mayoría de los casos que puede ser aproximado
como 0 A y representado por un interruptor abierto.
+
V D
–
V
– D
+
I D
I s
(a)
(b)
FIG. 1.21
Diodo semiconductor ideal: (a) polarizado
en directa; (b) polarizado en inversa.
En otras palabras:
El diodo semiconductor se comporta como un interruptor mecánico en el sentido de que
puede controlar el flujo de corriente entre sus dos terminales.
Sin embargo, también es importante tener en cuenta que:
El diodo semiconductor es diferente del interruptor mecánico en el sentido de que cuando
éste se cierra sólo permite que la corriente fluya en una dirección.
Idealmente, para que el diodo semiconductor se comporte como un cortocircuito en la región
de polarización en directa, su resistencia deberá ser de 0 . En la región de polarización en inversa
su resistencia deberá ser de para representar el equivalente a un circuito abierto. Tales
niveles de resistencia en las regiones de polarización en directa y en inversa producen las características
de la figura 1.22.
Las características se han sobrepuesto para comparar el diodo Si ideal con un diodo de Si
real. Las primeras impresiones podrían indicar que la unidad comercial es una deficiente impresión
del interruptor ideal. Sin embargo, cuando se considera que la única diferencia importante
es que el diodo comercial se eleva a un nivel de 0.7 V en lugar de 0 V, se dan varias similitudes
entre las dos gráficas.
Cuando un interruptor se cierra se supone que la resistencia entre las terminales es de 0 .
En el punto de la gráfica seleccionado, la corriente en el diodo es de 5 mA y el voltaje a través
de él es de 0 V. Sustituyendo en la ley de Ohm se obtiene
R F = V D
= 0 V
(equivalente a un cortocircuito)
I D 5 mA = 0 æ
De hecho:
A cualquier nivel de corriente sobre la línea vertical, el voltaje a través del diodo ideal es de
0 V y la resistencia es de 0 V.
Para la sección horizontal, si aplicamos de nuevo la ley de Ohm, vemos que
R R = V D
I D
= 20 V
0 mA qÆ
(equivalente a un circuito abierto)