El diodo es un componente esencial de la electrónica moderna y su característica principal es que sólo permite el paso de la electricidad en una única dirección y quizás ustedes ya lo han utilizado, pero ¿saben como funciona un diodo internamente?
Existen decenas de tipos de diodos pero nos vamos a focalizar en dos el
primero que se inventó: el
diodo de vacio y uno de los más utilizados hoy en día: el diodo semiconductor para entender cómo funcionaba un diodo de vacío
primero tenemos que entender un comportamiento extraño de los metales el cual
fue descubierto por
Frederick Guthrie en 1876 quien en uno de sus experimentos vio
como al calentar una esfera de hierro con una carga negativa en el vacío está
perdida su carga, mientras que en el caso contrario al calentar una esfera con
carga positiva no ocurría ninguna variación este comportamiento al cual se le
conoce hoy en día como emisión termoiónica, se debe a que a nivel atómico son
los electrones, de carga negativa, los que pueden desplazarse y en este caso
particular, al ser excitados mediante calor se desprenden del material en forma
de iones años más tarde en 1880 Thomas Edison , sin conocer el trabajo de Frederick
Guthrie redescubrió este fenómeno mientras
intentaba desarrollar la bombilla electrica el problema que quería solucionar era que al encender las
bombillas con el tiempo ésta se comenzaba a oscurecer por dentro y probando
diferentes alternativas se dio cuenta de que si ponía dentro una placa metálica
cargada positivamente el material se depositaba solo en esta placa y no en el
vidrio de la bombilla en esta configuración, dado que el filamento estaba
liberando electrones le llamaremos catodo mientras que por otro lado ya, que la lámina estaba recibiendo los electrones
le llamaremos anodo, de esta manera
al tener un cátodo y un ánodo, el conjunto fue conocido como diodo.
Pero, hay un detalle, no fue Thomas
Edison
quien se adjudicó su invención ya que él sólo lo vio como una forma
de eliminar la suciedad dentro de las bombillas fue
John Ambrose Fleming quien le dio la
utilidad por la cual lo conocemos hoy en día pues se dio cuenta de que al
integrar estos componentes en un circuito el Diodo solo permitía el paso de la
corriente en una dirección haciéndolo un componente ideal para rectificar señales alternas o también como un
dispositivo regulador de corriente pues la cantidad de carga que pasaba del
ánodo al cátodo estaba directamente relacionada a la temperatura del sistema Pero,
habían varias razones por las cuales los diodos de vacío fueron reemplazados requerían
calentarse para funcionar y por lo mismo gastaban energia necesariamente además de requerir un tiempo para llegar a la
temperatura en la que comenzaban a liberar los electrones su tamaño era
relativamente grande al tener una cúpula de vidrio era un componente bastante
frágil y al igual que las bombillas incandescentes su vida útil no era muy
larga pero, con los diodos semiconductores todos esos problemas desaparecieron son pequeños, no
requieren energía extra, son resistentes, tienen una mayor vida útil y su
velocidad de reacción es prácticamente instantánea la forma en que funcionan
este tipo de diodos es utilizando...
Exacto, materiales semiconductores estos son materiales que actúan como aislantes eléctricos, pero que bajo ciertas circunstancias son capaces de actuar como conductores como por ejemplo al aplicarle un campo magnético una cierta temperatura o al ser impactados por radiación entre otros factores, específicamente, los diodos semiconductores utilizan dos semiconductores los cuales si bien poseen una misma matriz o material base, como por ejemplo el silicio por un lado un semiconductor tendrá un exceso de electrones libres y por ello se le conoce como semiconductor tipo N de negativo mientras que el otro semiconductor tendrá una falta de electrones o huecos y por ello se le conoce como semiconductor tipo P de positivo al tener estos dos semiconductores unidos no ocurre nada pero si conectamos el polo positivo de una batería al semiconductor tipo N tampoco pasa nada porque los electrones van a intentar moverse hacia el terminal positivo y por lo tanto no existirá un flujo de corriente a través del diodo ahora, si invertimos las conexiones, los electrones van a intentar moverse en la dirección contraria y pasarán hacia el semiconductor tipo P Nota: Siempre que supere un umbral de voltaje, generalmente 0.7 Volts atravesando lo hasta llegar al cable conductor en el otro extremo En teoría, solo con estos componentes debería funcionar nuestro diodo pero para tener un producto realmente funcional se le agrega una capa de aislante sobre los componentes para evitar que éstos hagan contacto indebidamente y también una capa más dura para proteger todo el sistema del desgaste mecánico Actualmente existen muchos tipos de diodos para diferentes situaciones y quizás uno de los más conocidos es el diodo emisor de luz o también conocido como el Led