Hace unos días estaba soldando una pequeña cosa que contenía un diodo , una batería y algunas otras cosas inútiles.
Desafortunadamente, soldé el diodo al revés y no funcionó. Cuando lo invertí de nuevo, comenzó a encenderse.
Estaba tratando de encontrar una respuesta en Google, pero lo único que pude encontrar fue el hecho de que la electricidad en el diodo puede fluir solo en una dirección, pero mi pregunta es ¿por qué? ¿Como funciona? ¿Este hecho está relacionado con la construcción de un diodo?
Un diodo consta de dos materiales conocidos como semiconductores tipo p y tipo n, conectados en serie, lo que permite que la corriente fluya a través de ellos de manera diferente. En el semiconductor de tipo n, los electrones viajan con suficiente energía como para no estar unidos a un átomo y se dice que están en la banda de energía de conducción. Para el semiconductor de tipo p, los electrones "saltan" de un átomo a otro, pero al carecer de la energía para liberarlos, se dice que están en la banda de energía de valencia.
En la interfaz entre los materiales de tipo n y tipo p, un electrón que viaja tiene que moverse del tipo n al tipo p en una dirección, del tipo p al tipo n en la otra, para continuar Moviente. ¿Hay alguna diferencia entre las dos direcciones?
Bueno, un electrón que se mueve del material tipo n al material tipo p puede ocurrir espontáneamente porque la energía del electrón libre se libera como radiación y puede moverse a un estado de menor energía, unido a un átomo en el semiconductor tipo p. Pero para pasar del tipo p al tipo n tiene que obtener energía de alguna parte, y esto no es espontáneo porque no hay garantía de que algún otro proceso proporcione esta energía.
Piense en una pelota en la cima de una colina: puede moverse de arriba hacia abajo mientras libera energía espontáneamente, pero algún otro proceso debe proporcionar la energía para llevarla de abajo hacia arriba. Y esta analogía proporciona una explicación básica de por qué un diodo conduce en una dirección, pero no en la otra.
Permítanme intentar un tipo más de explicación, que limitaré al diodo de unión PN (cubre prácticamente todos los diodos utilizados en los circuitos modernos).
El diodo consta de una región dopada p (tipo p) golpeada contra una región dopada n (tipo n). En el tipo p, el flujo de electrones (e-) se logra en gran medida mediante el movimiento de electrones de un orificio a otro. Esto es, eléctricamente, exactamente análogo (y a menudo se visualiza) como agujeros que se mueven en una dirección opuesta al flujo de e- (aunque no hay movimiento físico de carga positiva). En el tipo n, hay e- unidos libremente que pueden ser donado (movido).
En la unión PN del diodo, los e-ligados libremente en el tipo n caen en los orificios del tipo p adyacente. Entonces, lo que tiene es una abundancia de e- en una capa delgada de la capa de tipo p en la unión, y un agotamiento de ellos (creando una carga neta positiva) en una capa delgada de tipo n. Esto establece un campo de voltaje positivo en el tipo n en relación con negativo en el tipo p. Esto empuja cualquier e- libre en el tipo n más lejos de la unión. El resultado es una fina capa de PN que no tiene agujeros libres ni e- libre. La capa se convierte en un aislante.
Ahora, si aplica un voltaje positivo al tipo p y uno negativo al tipo n, se eliminan los e- del tipo p, lo que deja huecos libres. Simultáneamente, el voltaje positivo contrarresta el voltaje inverso que se había establecido en la unión PN, y los e- en el tipo n se fuerzan más cerca del tipo p, donde pueden cruzarse y llenar los nuevos agujeros. Flujos de corriente.
Sin embargo, si aplica voltaje positivo al tipo n y negativo al tipo p ("polarización inversa" del diodo), simplemente refuerza el gradiente de voltaje que ya se estableció naturalmente en la unión PN. Los e- son forzados a alejarse aún más de la unión PN y el límite aislante (región de agotamiento) se espesa. No fluye corriente.
Para profundizar más que eso, podría tomar una buena parte de un curso de posgrado en ciencia de los materiales. Espero que lo que he escrito sea suficiente.
Esto realmente depende del tipo de diodo del que esté hablando, pero para los tipos más comunes hay algo llamado unión PN que permite que la corriente fluya en una sola dirección. Esta página:
http://en.wikipedia.org/wiki/PN_junction
en wikipedia explica cómo funciona una unión PN. La versión corta es que el voltaje debe estar por encima de cierto umbral definido por los materiales en la unión antes de que el jugo pueda fluir. Esto aparece en la curva característica IV como un punto en el gráfico donde la derivada es discontinua. Los detalles sobre otras características de la curva IV están disponibles según los materiales utilizados, pero es la unión y la aplicación de un voltaje más allá de ese umbral lo que significa que tiene un diodo en sus manos.
larry harson
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