Aplicaciones y Características de Diodos

Diode Applications

• Rectification: converting AC to DC
• Voltage regulation: stabilizing voltage levels
• Switching: turning on/off circuits
• Protection: preventing overvoltage or overcurrent
• Signal amplification: amplifying weak signals

Diode Current Flow

• Forward bias: current flows from anode to cathode
• Reverse bias: current flows from cathode to anode (but very little, ideally zero)
• Ideal diode: no current flows in reverse bias

Diode Voltage Drop

• Forward bias: 0.7V for silicon diodes, 0.3V for germanium diodes
• Reverse bias: ideally zero, but some leakage current may occur

Forward Bias

• Diode is "on" and allows current to flow
• Anode is positive, cathode is negative
• Current flows easily from anode to cathode

Reverse Bias

• Diode is "off" and blocks current flow
• Anode is negative, cathode is positive
• Current flows very little or not at all from cathode to anode

Diode Theory

• P-N junction: region where p-type and n-type materials meet
• Depletion region: area around the junction where charge carriers are depleted
• Fermi level: energy level at which the probability of finding an electron is 50%

LED Diode History

• 1962: first visible LED invented by Nick Holonyak Jr.
• 1990s: high-brightness LEDs developed for use in lighting and displays

LED Diode Advantages

• Low power consumption
• Long lifespan (up to 50,000 hours or more)
• Fast switching times
• Environmentally friendly (no toxic materials)
• Durable and resistant to shock and vibration

Aplicaciones de Diodos

• Rectificación: conversión de corriente alterna (CA) a corriente directa (CD)
• Regulación de voltaje: estabilización de niveles de voltaje
• Conmutación: activación y desactivación de circuitos
• Protección: prevención de sobrevoltaje o sobrecorriente
• Amplificación de señales: amplificación de señales débiles

Flujo de Corriente en Diodos

• Polarización directa: flujo de corriente desde el ánodo al cátodo
• Polarización inversa: flujo de corriente desde el cátodo al ánodo (pero muy poco, idealmente cero)
• Diodo ideal: no hay flujo de corriente en polarización inversa

Caída de Voltaje en Diodos

• Polarización directa: 0.7V para díodos de silicio, 0.3V para díodos de germanio
• Polarización inversa: idealmente cero, pero puede haber alguna corriente de fuga

Polarización Directa

• El diodo está "encendido" y permite flujo de corriente
• El ánodo es positivo, el cátodo es negativo
• La corriente fluye fácilmente desde el ánodo al cátodo

Polarización Inversa

• El diodo está "apagado" y bloquea el flujo de corriente
• El ánodo es negativo, el cátodo es positivo
• La corriente fluye muy poco o no fluye en absoluto desde el cátodo al ánodo

Teoría de Diodos

• Unión P-N: región donde se encuentran los materiales tipo P y N
• Región de agotamiento: área alrededor de la unión donde se depletan los portadores de carga
• Nivel de Fermi: nivel de energía en el que la probabilidad de encontrar un electrón es del 50%

Historia de Diodos LED

• 1962: se inventa el primer LED visible por Nick Holonyak Jr.
• Años 1990: se desarrollan LEDs de alta luminosidad para su uso en iluminación y displays

Ventajas de Diodos LED

• Bajo consumo de potencia
• Larga vida útil (hasta 50,000 horas o más)
• Tiempos de conmutación rápidos
• Ambiente amigable (no contiene materiales tóxicos)
• Duradero y resistente a choques y vibraciones

Diodo Flujo de Corriente

• Un diodo es un dispositivo de dos terminales que permite el flujo de corriente en una dirección pero lo bloquea en la otra dirección debido a la polaridad de la tensión aplicada al diodo.

Polarización Inversa

• Cuando se aplica una tensión negativa al ánodo (terminal positivo) y una tensión positiva al cátodo (terminal negativo), se dice que el diodo está en polarización inversa.
• En polarización inversa, el diodo actúa como un interruptor abierto y no fluye corriente.
• La tensión de polarización inversa está limitada por la tensión de ruptura, más allá de la cual el diodo puede dañarse.

Polarización Directa

• Cuando se aplica una tensión positiva al ánodo y una tensión negativa al cátodo, se dice que el diodo está en polarización directa.
• En polarización directa, el diodo actúa como un interruptor cerrado y fluye corriente libremente.
• La tensión de polarización directa es Typically around 0.7V for silicon diodes and 0.3V for germanium diodes.

Caída de Tensión del Diodo

• Cuando un diodo está polarizado directamente, exhibe una caída de tensión a través de él, que es Typically around 0.7V for silicon diodes and 0.3V for germanium diodes.
• La caída de tensión se debe a la energía requerida para superar la barrera de potencial entre los materiales p-tipo y n-tipo.

Aplicaciones del Diodo

• Rectificación: Los diodos se utilizan para convertir tensión alterna en tensión continua.
• Regulación de tensión: Los diodos se utilizan para regular los niveles de tensión en circuitos electrónicos.
• Conmutación: Los diodos se utilizan como interruptores en circuitos electrónicos.
• Protección: Los diodos se utilizan para proteger los circuitos electrónicos de picos y sobrevoltajes.

Teoría del Diodo

• La unión p-n es el corazón de un diodo, donde se encuentran los materiales p-tipo y n-tipo.
• La unión p-n crea una región de depleción, que actúa como una barrera al flujo de corriente.
• Las características de tensión-corriente del diodo se describen mediante la ecuación del diodo de Shockley.

Historia del Diodo LED

• El primer LED visible fue inventado en 1962 por Nick Holonyak Jr.
• Los LEDs se utilizaron inicialmente como indicadores en dispositivos electrónicos.
• Hoy en día, los LEDs se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo iluminación, displays y sistemas de comunicación óptica.

Ventajas del Diodo LED

• Eficiencia energética: Los LEDs son mucho más eficientes energéticamente que las fuentes de luz tradicionales.
• Larga vida útil: Los LEDs pueden durar hasta 50,000 horas o más.
• Durabilidad: Los LEDs son resistentes a choques, vibraciones y temperaturas extremas.
• Amigable con el Medio Ambiente: Los LEDs están libres de químicos tóxicos como mercurio y plomo.
• Conmutación rápida: Los LEDs pueden encenderse y apagarse rápidamente, lo que los hace adecuados para aplicaciones de alta frecuencia.