Electrónica básica: diodos de propósito especial
Hay pocos diodos que están diseñados para cumplir algunos propósitos especiales. Hay muchos tipos de este tipo, como diodos de supresión de voltaje transitorio, diodos dopados con oro, diodos de súper barrera, diodos de contacto puntual, diodos Peltier, etc. Pero, aparte de estos, hay pocos diodos prominentes que tienen muchas aplicaciones. Repasemos ellos.
Diodo varactor
Un diodo de unión tiene dos potenciales en ambos lados donde la región de agotamiento puede actuar como dieléctrico. Por tanto, existe una capacitancia. El diodo Varactor es un diodo de caso especial que se opera en polarización inversa, donde se varía la capacitancia de la unión.
El diodo Varactor también se llama Vari Cap o Volt Cap. La siguiente figura muestra un diodo Varactor conectado en polarización inversa.
Si se aumenta el voltaje inverso aplicado, el width de la región dieléctrica increases, cual reduces la junction capacitance. Cuando el voltaje inverso disminuye, el ancho del dieléctrico disminuye, lo que aumenta la capacitancia. Si este voltaje inverso es completamente nulo, entonces elcapacitance estará en su maximum.
La siguiente figura muestra varios símbolos utilizados para el diodo Varactor que representa su función.
Aunque todos los diodos tienen esta capacitancia de unión, el diodo Varactor se fabrica principalmente para hacer uso de este efecto y aumentar las variaciones en esta capacitancia de unión.
Aplicaciones del diodo Varactor
Este diodo tiene muchas aplicaciones como:
- Se utiliza como condensador variable de voltaje.
- Se utiliza en circuito de tanque LC variable.
- Utilizado como control automático de frecuencia.
- Utilizado como modulador de frecuencia.
- Se utiliza como cambiador de fase de RF.
- Se utiliza como multiplicador de frecuencia en circuitos de oscilador local.
Diodo de túnel
Si la concentración de impurezas de una unión PN normal aumenta mucho, esto Tunnel diodese forma. También se conoce comoEsaki diode, después de su inventor.
Cuando aumenta la concentración de impurezas en un diodo, el ancho de la región de agotamiento disminuye, extendiendo algo de fuerza adicional a los portadores de carga para cruzar la unión. Cuando esta concentración aumenta aún más, debido a la menor anchura de la región de agotamiento y al aumento de energía de los portadores de carga, penetran a través de la barrera de potencial, en lugar de trepar por ella. Esta penetración puede entenderse comoTunneling y de ahí el nombre, Tunnel diode.
Los diodos de túnel son dispositivos de baja potencia y deben manipularse con cuidado, ya que se ven afectados fácilmente por el calor y la electricidad estática. El diodo de túnel tiene características VI específicas que explican su funcionamiento. Echemos un vistazo al gráfico siguiente.
Considere que el diodo está en forward-biased condition. A medida que aumenta el voltaje directo, la corriente aumenta rápidamente y aumenta hasta un punto máximo, llamadoPeak Current, denotado por IP. El voltaje en este punto se llamaPeak Voltage, denotado por VP. Este punto está indicado porA en el gráfico anterior.
Si el voltaje aumenta más allá VP, entonces la corriente comienza a disminuir. Disminuye hasta un punto, llamado comoValley Current, denotado por IV. El voltaje en este punto se llamaValley Voltage, denotado por VV. Este punto está indicado porB en el gráfico anterior.
Si el voltaje aumenta más, la corriente aumenta como en un diodo normal. Para valores mayores de voltaje directo, la corriente aumenta más allá.
Si consideramos que el diodo está en reverse-biased condition, entonces el diodo actúa como un excelente conductor a medida que aumenta el voltaje inverso. El diodo aquí actúa como en una región de resistencia negativa.
Aplicaciones del diodo de túnel
Hay muchas aplicaciones para diodos de túnel como:
- Utilizado como dispositivo de conmutación de alta velocidad
- Utilizado como dispositivo de almacenamiento de memoria
- Utilizado en osciladores de microondas
- Utilizado en osciladores de relajación
Diodo Schottky
Este es un tipo especial de diodo en el que una unión PN se reemplaza por una unión semiconductora de metal. El semiconductor de tipo P en un diodo de unión PN normal se reemplaza por un metal y el material de tipo N se une al metal. Esta combinación no tiene una región de agotamiento entre ellos. La siguiente figura muestra el diodo Schottky y su símbolo.
El metal utilizado en este diodo Schottky puede ser oro, plata, platino o tungsteno, etc. Además, para el material semiconductor distinto del silicio, se utiliza principalmente arseniuro de galio.
Operación
Cuando no se aplica voltaje o cuando el circuito está insesgado, los electrones en el material tipo N tienen un nivel de energía más bajo que los del metal. Si el diodo está polarizado hacia adelante, estos electrones en el tipo N ganan algo de energía y se mueven con una energía más alta. Por lo tanto, estos electrones se denominan comoHot Carriers.
La siguiente figura muestra un diodo Schottky conectado en un circuito.
Ventajas
Hay muchas ventajas del diodo Schottky como:
- Es un dispositivo unipolar y, por tanto, no se forman corrientes inversas.
- Su resistencia hacia adelante es baja.
- Las caídas de tensión son muy bajas.
- La rectificación es rápida y sencilla con el diodo Schottky.
- No hay una región de agotamiento presente y, por lo tanto, no hay capacitancia de unión. Entonces, el diodo se coloca rápidamente en la posición OFF.
Aplicaciones
Hay muchas aplicaciones del diodo Schottky como:
- Utilizado como diodo detector
- Utilizado como rectificador de potencia
- Utilizado en circuitos mezcladores de RF
- Utilizado en circuitos de potencia
- Utilizado como diodos de sujeción