El Diodo Seminiconductor

7/31/2019 El Diodo Seminiconductor

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EL DIODO SEMINICONDUCTOR

1. En el laboratorio, la curva caracterstica de la tensin de disparo del diodo se

aproxima a:

a) 0.3v b) 0.7 v c) 1v d) 1.2v

Respuesta justificada:

Es la intensidad de corriente mxima que puede conducir el diodo sin fundirse por el

efecto Joule. Dado que es funcin de la cantidad de calor que puede disipar el diodo,

depende sobre todo del diseo del mismo.

2. Polarizacin directa la resistencia cc del diodo disminuye cuando:

a) La corriente aumenta

b) La razn aumenta

c) El diodo disminuye

d) La razn disminuye


En este caso, la batera disminuye la barrera de potencial de la zona de carga espacial,

permitiendo el paso de la corriente de electrones a travs de la unin; es decir, el

diodo polarizado directamente conduce la electricidad.

Para que un diodo est polarizado directamente, se debe conectar el polo positivo de

la batera al nodo del diodo y el polo negativo al ctodo. En estas condiciones

podemos observar que:

El polo negativo de la batera repele los electrones libres del cristal n, con

lo que estos electrones se dirigen hacia la unin p-n.

El polo positivo de la batera atrae a los electrones de valencia del cristal

p, esto es equivalente a decir que empuja a los huecos hacia la unin p-n.

Cuando la diferencia de potencial entre los bornes de la batera es mayor

que la diferencia de potencial en la zona de carga espacial, los electrones
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libres del cristal n, adquieren la energa suficiente para saltar a los huecos

del cristal p, los cuales previamente se han desplazado hacia la unin p-n.

Una vez que un electrn libre de la zona n salta a la zona p atravesando la

zona de carga espacial, cae en uno de los mltiples huecos de la zona p

convirtindose en electrn de valencia. Una vez ocurrido esto el electrnes atrado por el polo positivo de la batera y se desplaza de tomo en

tomo hasta llegar al final del cristal p, desde el cual se introduce en el

hilo conductor y llega hasta la batera.

De este modo, con la batera cediendo electrones libres a la zona n y atrayendo electrones de

valencia de la zona p, aparece a travs del diodo una corriente elctrica constante hasta el

final.

3. Un diodo acta como una resistencia de alto valor cuando:

a) La corriente es alta

b) Esta directamente polarizado

c) Esta inversamente polarizado

d) Esta en corto circuito

4. Cul o cuales de las siguiente afirmaciones describe la parte de la curva del diodo

que esta sobre la barrera de potencial en la polarizacin directa?

a) Esta parte de la curva se torna horizontal

b) La tensin en esta parte de la curva aumenta rpidamente

c) La corriente en esta parte de la curva aumenta rpidamente

d) La resistencia cc aumenta rpidamente en esta parte de la curva


De forma simplificada, la curva caracterstica de un diodo (I-V) consta de dos

regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un

circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado

con una resistencia elctrica muy pequea. Debido a este comportamiento, se

les suele denominarrectificadores, ya que son dispositivos capaces de

suprimir la parte negativa de cualquier seal, como paso inicial para convertir
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una corriente alterna encorriente continua. Su principio de funcionamiento

est basado en los experimentos de Lee De Forest.

5. Cul de las siguientes afirmaciones describe la curva del diodo cuando esta

inversamente polarizado?

a) La razn II / VI es alta

b) La resistencia cc es baja

c) La corriente es aproximadamente cero debajo la tensin de ruptura


En este caso, el polo negativo de labatera se conecta a la zona p y el polo positivo a

la zona n, lo que hace aumentar la zona de carga espacial, y la tensin en dicha zona

hasta que se alcanza el valor de la tensin de la batera, tal y como se explica a

continuacin:

El polo positivo de la batera atrae a los electrones libres de la zona n, los cuales

salen del cristal n y se introducen en el conductor dentro del cual se desplazan hasta

llegar a la batera. A medida que los electrones libres abandonan la zona n, los

tomos pentavalentes que antes eran neutros, al verse desprendidos de su electrn en

el orbital de conduccin, adquieren estabilidad (8 electrones en la capa de valencia,

versemiconductory tomo) y una carga elctrica neta de +1, con lo que se

convierten en iones positivos.

El polo negativo de la batera cede electrones libres a los tomos trivalentes de la

zona p. Recordemos que estos tomos slo tienen 3 electrones de valencia, con lo

que una vez que han formado los enlaces covalentes con los tomos de silicio, tienen

solamente 7 electrones de valencia, siendo el electrn que falta el denominado hueco.

El caso es que cuando los electrones libres cedidos por la batera entran en la zona p,

caen dentro de estos huecos con lo que los tomos trivalentes adquieren estabilidad

(8 electrones en su orbital de valencia) y una carga elctrica neta de -1,

convirtindose as en iones negativos.
http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Lee_De_Foresthttp://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_(electricidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Lee_De_Foresthttp://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_(electricidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo


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Este proceso se repite una y otra vez hasta que la zona de carga espacial adquiere el

mismopotencial elctrico que la batera.

En esta situacin, el diodo no debera conducir la corriente; sin embargo, debido al efecto de

latemperatura se formarn pares electrn-hueco a ambos lados de la unin produciendo una

pequea corriente (del orden de 1 A) denominada corriente inversa de saturacin. Adems,

existe tambin una denominada corriente superficial de fugas la cual, como su propio

nombre indica, conduce una pequea corriente por la superficie del diodo; ya que en la

superficie, los tomos de silicio no estn rodeados de suficientes tomos para realizar los

cuatro enlaces covalentes necesarios para obtener estabilidad. Esto hace que los tomos de la

superficie del diodo, tanto de la zona n como de la p, tengan huecos en su orbital de valencia

con lo que los electrones circulan sin dificultad a travs de ellos. No obstante, al igual que la

corriente inversa de saturacin, la corriente superficial de fuga es despreciable.

6. Describe resumidamente las diferencias de un diodo y un resistor comn:

Pues bien, una resistencia 'resiste' el flujo de corriente en un circuito de acuerdo con "Ley

de Ohm '. Resistencias pueden ser valores fijos o variables, algunas se ajustan con una

resistencia mando a otros a cambiar dependiendo del nivel de luz, temperatura, etc.

Un diodo es un semiconductor que, en su forma ms simple permite que la corriente en

una direccin pero no el otro.

Los diodos se utilizan para (entre otras cosas), proteccin contra polaridad invertida,

demodulacin de radio / deteccin, puertas lgicas, iluminacin (LED son diodos),

lseres, proteccin contra sobretensiones, AC> DC de conversin, etc.

7. Si usted necesita ajustar un valor fijo de corriente en un diodo, es mejor usar un valorde tensin bajo o alto. Justifique.

.
http://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Amperiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Amperio


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8. Explique cada uno de los tipos de diodos existentes.

Existen varios tipos de diodos, de algunos ya se habl en otra pgina y de los cuales

haremos mencin en esta, con este tipo de componente te vas a encontrar en todos los

aparatos electrnicos, ya que es un componente de importancia. Vamos a resaltar los que

de alguna forma son los ms usados y de importancia, trataremos a cada uno de estos en

resumen.

a) DIODOS RECTIFICADORES:Los diodos rectificadores son los que en principio

conocemos, estos facilitan el paso de la corriente continua en un slo sentido

(polarizacin directa), en otras palabras, si hacemos circular corriente alterna a travsde un diodo rectificador esta solo lo har en la mitad de los semiciclos, aquellos que

polaricen directamente el diodo, por lo que a la salida del mismo obtenemos una

seal de tipo pulsatoria pero contina. Se conoce por seal o tensin continua aquella

que no vara su polaridad.

b) DIODOS DE TRATAMIENTO DE SEAL (RF): Los diodos de tratamiento de

seal necesitan algo ms de calidad de fabricacin que los rectificadores. Estos

diodos estn destinados a formar parte de etapas moduladoras, demoduladoras,

mezcla y limitacin de seales, etc.

Uno de los puntos ms crticos en el diodo, al momento de trabajar con media y alta

frecuencia, se encuentra en la "capacidad de unin", misma que se debe a que en la

zona de la Unin PN se forman dos capas de carga de sentido opuesto que conforman

una capacidad real.

En los diodos de RF (radio frecuencia) se intenta que dicha capacidad sea reducida a

su mnima expresin, lo cual ayudar a que el diodo conserve todas sus habilidades

rectificadoras, incluso cuando trabaje en altas frecuencias.

Entre los diodos ms preparados para lidiar con las altas frecuencias destaca el diodo

denominado Schottky. Este diodo fue desarrollado a principio de los sesenta por la

firma Hewletty, deriva de los diodos de punta de contacto y de los de unin PN de los

que han heredado el procedimiento de fabricacin.

c) DIODOS DE CAPACIDAD VARIABLE (VARICAP):


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La capacidad formada en los extremos de la unin PN puede resultar de gran utilidad

cuando, al contrario de lo que ocurre con los diodos de RF, se busca precisamente

utilizar dicha capacidad en provecho del circuito en el cual se est utilizando el

diodo. Al polarizar un diodo de forma directa se observa que, adems de las zonas

constitutivas de la capacidad buscada, aparece en paralelo con ellas una resistencia de

muy bajo valor hmico, lo que conforma un capacitor de elevadas prdidas. Sin

embargo, si polarizamos el mismo en sentido inverso la resistencia en paralelo que

aparece es de un valor muy alto, lo cual hace que el diodo se pueda comportar como

un capacitor con muy bajas prdidas.

Si aumentamos la tensin de polarizacin inversa las capas de carga del diodo se

esparcan lo suficiente para que el efecto se asemeje a una disminucin de la

capacidad del hipottico capacitor (el mismo efecto producido al distanciar las placas

del un capacitor estndar).

Por esta razn podemos terminar diciendo que los diodos de capacidad variable, ms

conocidos como varicap's, varan su capacidad interna al ser alterado el valor de la

tensin que los polariza de forma inversa.

La utilizacin ms solicitada para este tipo de diodos suele ser la de sustituir a

complejos sistemas mecnicos de capacitor variable en etapas de sintona en todo

tipo de equipos de emisin y recepcin, ejemplo, cuando cambiamos la sintona de

un receptor antiguo, se vara mecnicamente el eje de un capacitor variable en la

etapa de sintona; pero si por el contrario, pulsamos un botn de sintona de un

receptor de televisin moderno, lo que hacemos es variar la tensin de polarizacin

de un diodo varicap que se encuentra en el mdulo sintonizador del TV.

d) DIODO ZENER: Cuando se estudian los

diodos se recalca sobre la diferencia que

existe en la grfica con respecto a la

corriente directa e inversa. Si polarizamos

inversamente un diodo estndar y aumentamos la tensin llega un momento en que se

origina un fuerte paso de corriente que lleva al diodo a su destruccin. Este punto se


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da por la tensin de ruptura del diodo.

Se puede conseguir controlar este fenmeno y aprovecharlo, de tal manera que no se

origine la destruccin del diodo. Lo que tenemos que hacer el que este fenmeno se

d dentro de mrgenes que se puedan controlar.

El diodo zener es capaz de trabajar en la regin en la que se da el efecto del mismo

nombre cuando las condiciones de polarizacin as lo determinen y volver a

comportarse como un diodo estndar toda vez que la polarizacin retorne a su zona

de trabajo normal. En resumen, el diodo zener se comporta como un diodo normal, a

no ser que alcance la tensin zener para la que ha sido fabricado, momento en que

dejar pasar a travs de l una cantidad determinada de corriente.

Este efecto se produce en todo tipo de circuitos reguladores, limitadores y

recortadores de tensin.

e) FOTODIODOS:

Algo que se ha

utilizado en favor de la tcnica electrnica moderna es la influencia de la energa

luminosa en la ruptura de los enlaces de electrones situados en el seno constitutivo de un

diodo. Los fotodiodos no son diodos en los cuales se ha optimizado el proceso decomponentes y forma de fabricacin de modo que la influencia luminosa sobre su

conduccin sea la mxima posible. Esto se obtiene, por ejemplo, con fotodiodos de

silicio en el mbito de la luz incandescente y con fotodiodos de germanio en zonas de

influencia de luz infrarroja.

f) DIODOS LED (LUMINISCENTES): Este tipo de diodos es

muy popular, sino, veamos cualquier equipo electrnico y

veremos por lo menos 1 ms diodos led. Podemos encontrarlos en diferentes

formas, tamaos y colores diferentes. La forma de operar de un led se basa en la

recombinacin de portadores mayoritarios en la capa de barrera cuando se polariza

una unin Pn en sentido directo. En cada recombinacin de un electrn con un hueco

se libera cierta energa. Esta energa, en el caso de determinados semiconductores, se

irradia en forma de luz, en otros se hace de forma trmica.

Dichas radiaciones son bsicamente monocromticas (sin color). Por un mtodo de

"dopado" del material semiconductor se puede afectar la energa de radiacin del


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diodo.

El nombre de LED se debe a su abreviatura en ingls (Light Emmiting Diode)

Adems de los diodos led existen otros diodos con diferente emisin, como la

infrarroja, y que responden a la denominacin IRED (Diodo emisor de infra-rojos).

9. Explique las aplicaciones de cada uno de los tipos de diodos

existentes.

APLICACIONES DEL DIODO RECTIFICADOR

Hasta ahora hemos visto el funcionamiento del diodo, sus caractersticas fsicas,

conductivas, etc. Pero lo ms interesante es echar un vistazo a algunas de sus posiblesaplicaciones.

PROTECCIN DE POLARIDAD

Imaginemos cualquier circuito que funcione con una pila. Si invertimos la polaridad de la

pila (aplicndole su polo negativo a donde debera ir el positivo y viceversa) es posible

que el circuito se estropee. Todos conocemos el sistema de muelles que llevan muchos

aparatos, como despertadores y walkman, para evitar que las pilas puedan colocarse de

manera incorrecta, pero una solucin ms elegante (y ms recomendable para circuitoscomplejos) es colocar un diodo rectificador a la entrada de la alimentacin de tensin, de

forma que la corriente circule por el terminal de tensin slo cuando la pila est colocada

correctamente:

Diodo para proteccin de

polaridad. Circuito equivalente, con la pila correcta e incorrectamentecolocada.

CONEXIN DE DOS CIRCUITOS INDEPENDIENTES


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Podemos realizar la conexin de dos circuitos aislados mediante un diodo rectificador,

teniendo en cuenta lo dicho en el apartado anterior.

Dos circuitos independientes conectados mediante un diodo rectificador.

RECTIFICADOR DE ONDA

El tipo de corriente ms frecuente en la vida real es la corriente alterna, por ser ms fcil

de transportar a largas distancias. Ya se ha visto (en el apartado A) que algunas veces

puede ser necesario proteger al circuito de inversiones de polaridad causadas por un

despiste del usuario; por el mismo motivo puede ser necesario proteger un circuito

pensado para funcionar en corriente continua de los semiciclos positivos o negativos detensin alterna. Para conseguir esto basta con conectar el diodo en serie con el

generador de alterna (y una resistencia en paralelo a ambos), obtenindose el siguiente

circuito:

Circuito rectificador de media onda.

De esta manera conseguimos un rectificador de media onda, llamado as porque la

tensin de salida generada (y que podramos observar conectando a un osciloscopio los

dos terminales que quedan al aire en el circuito de arriba) es una onda que coincide con

la de entrada en los semiciclos positivos pero que pasa a 0 en los semiciclos negativos.

Para mayor claridad se muestra la grfica obtenida al simular este circuito con Electronics


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Workbench. La lnea azul corresponde a la entrada, la roja a la salida. Obsrvese cmo la

salida pasa a valer 0 en cada semiciclo negativo de la entrada.

Grfica de E/S del rectificador de media

onda.

Para un mayor rendimiento puede ser ms interesante el rectificador de onda

completa. Este circuito no se consigue con un nico diodo sino con un puente de 4 diodos

conectados a una resistencia. La onda de salida generada es el valor absoluto de la de

entrada, por lo que se genera una corriente siempre positiva (o siempre negativa, si lo

que nos interesa es mantener los semiciclos negativos) a la que podramos

llamar continua pulsante (es continua porque no cambia de sentido, pero no permanece a

un valor constante). Es lo que se ha pretendido reflejar en la siguiente grfica, donde la

lnea azul representa los semiciclos positivos y la lnea roja, los negativos.

Grfica de E/S del rectificador de ondacompleta.

FIJADOR DE TENSIN (DESPLAZADOR DE NIVEL)

Para este circuito, adems de diodo y resistencia necesitamos tambin un condensador.

Como todo va a depender de la constante de tiempo c, no estar de ms recordar que

c=RC, es decir, el tiempo que tarda un condensador en cargarse depender de su


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capacidad y de la resistencia a la que est conectado (y sin la cual el proceso de carga

es imposible).

El circuito es como sigue:

En los semiciclos positivos el diodo se comporta como un cortocircuito que evita que

circule corriente por la resistencia de 1 M; en estas condiciones el condensador se

cargara a travs de la (baja) resistencia interna del diodo. Si sta vale 10 , como la

constante de tiempo c del condensador es igual a RC, en este caso c = 1010-6= 10-

5 s; si el generador de alterna funciona a una frecuencia de 1 KHz (y por tanto con

periodo T igual a 1 ms), como cT, por lo que el condensador no

tendr apenas tiempo de descargarse y conservar la tensin a la que fue cargado.

Para mayor claridad se muestra la grfica obtenida al simular este circuito con Electronics

Workbench. La lnea azul corresponde a la entrada, la roja a la salida.


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DIODO VARICAP Y SUS APLICACIONES

La aplicacin de estos diodos se encuentra, sobre todo, en la sintona de TV,

modulacin en transmisiones de FM y radio y en los osciladores controlados por voltaje

(oscilador controlado por tensin).

En tecnologa de microondas se pueden utilizar como limitadores: al aumentar la tensin

en el diodo, su capacidad vara, modificando la impedancia que presenta y desadaptado

el circuito, de modo que refleja la potencia incidente.

DIODOS ZENER Y APLICACIONES

La mayora de aplicaciones se basan en hacerlo funcionar en la zona de avalancha, all

el diodo conduce y mantiene un voltaje entre sus terminales que es el voltaje Zener (VZ) o

de avalancha. La mxima corriente que puede conducir es:

Ejemplo: Cul es la mxima corriente en avalancha de un diodo Zener de 1.5v y de 1w?

DIODO ZENER COMO ELEMENTO DE PROTECCIN

Se coloca el diodo Zener en paralelo con el circuito a proteger,

si el voltaje de fuente crece por encima de VZ el diodo conduce

y no deja que el voltaje que llega al circuito sea mayor a VZ. No

se debe usar cuando VF > VZ por largos periodos de tiempo

pues en ese caso se daa el diodo. Se aplica acompaado de
http://es.wikipedia.org/wiki/Radio_(medio_de_comunicaci%C3%B3n)http://es.wikipedia.org/wiki/Oscilador_controlado_por_tensi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Microondashttp://es.wikipedia.org/wiki/Impedanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Radio_(medio_de_comunicaci%C3%B3n)http://es.wikipedia.org/wiki/Oscilador_controlado_por_tensi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Microondashttp://es.wikipedia.org/wiki/Impedancia


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lmparas de nen o de descargadores de gas para proteger circuitos de descargas

elctricas por rayos

DIODO ZENER COMO CIRCUITO RECORTADOR

Se usa con fuentes AC o para recortar seales variables que

vienen de elementos de medicin (sensores). Cuando

VX tiende a hacerse mayor que VZ el diodo entra en

conduccin y mantiene el circuito con un voltaje igual a VZ.

CONEXIN ANTIPARALELO

Se usa para recortar en dos niveles, uno positivo y el otro negativo.


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Si el circuito tiene una resistencia equivalente RC la corriente en el diodo es:

Sea una fuente senoidal de 10VP, R = 200W, RC=1KWy un diodo Zener de 6v, cual ser

la corriente pico en el diodo.

DIODO ZENER COMO REGULADOR DE VOLTAJE

Se llama voltaje no regulado aquel que disminuye cuando el circuito conectado a l

consume ms corriente, esto ocurre en las fuentes DC construidas con solo el rectificador

y el condensador de filtro, en los adaptadores AC-DC y en las bateras. Un voltaje

regulado mantiene su valor constante aunque aumente o disminuya el consumo de

corriente. Una de las muchas formas de regular un voltaje es con un diodo Zener.

La condicin de funcionamiento correcto es que VF en ningn momento sea menor a VZ.El voltaje regulado sobre el circuito es VZ.

El clculo del circuito consiste en conocer el valor adecuado de R, como dato se requiere

el valor de VF, se selecciona una corriente para el Zener (IZ) menor que su corriente

mxima, se calcula o mide la corriente que consume el circuito (IC) cuando se le aplica

VZ, y se calcula:


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Sea un circuito que consume 10mA a 5v, con una fuente de VF = 8v, cul es el valor de R

adecuado?

Supongamos que disponemos de un diodo de VZ = 5V a 1/2w.

Su corriente mxima es: IDmax = 0.5v/5v = 0.1A, escogemos una corriente menor para

funcionamiento:

IZ = 10mA, entonces R = (8v - 5v)/(10mA + 10mA) = 3v/20mA = 150W

Para circuitos que consumen alta corriente se usa regulacin en conjunto de un diodo

Zener y un transistor en ese caso el voltaje en el circuito es VZ - 07v.

REFERENCIA DE VOLTAJE

Los diodos Zener son construidos de manera que VZ es muy exacto y se mantiene

constante para diferentes valores de IZ, esto permite que un Zener se use en

electrnica como referencia de voltaje para diferentes aplicaciones.

FOTODIODOS Y SUS

APLICACIONES

Comunicaciones

Fotmetros

Control de iluminacin y brillo

Control remoto por infrarrojos

Monitorizacin de llamas de gas y de petrleo (radiacin ultravioleta centrada en

la banda de 310nm)

Enfoque automtico y control de exposicin en cmaras


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Cuando son combinados con alguna fuente de luz:

Codificadores de posicin

Medidas de distancia

Medidas de espesor

Transparencia

Detectores de proximidad y de presencia

Censado de color para inspeccin y control de calidad

Cuando se hace un "array" o arreglo de sensores:

Reconocimiento de formas

Lectores de tarjetas codificadas

Algunos ejemplos ms cotidianos de su aplicacin:

El fotodiodo se emplea en un sistema de alarma. La corriente inversa continuar

fluyendo mientras el rayo de luz no se corte. En este caso la corriente inversa caer al

nivel de la corriente de oscuridad y har sonar la alarma.

Tambin usa un fotodiodo para contar artculos en una banda transportadora.

Cuando pasa cada artculo, el rayo de luz corta y la corriente inversa cae a nivel de

corriente de oscuridad y el contador aumenta en uno.

DIODOS LED Y SUS APLICACIONES

Los diodos infrarrojos (IRED) se emplean desde mediados del siglo XX

en mandos a distancia de televisores, habindose generalizado su uso en

otros electro domsticos como equipos de aire acondicionado, equipos de msica,

etc., y en general para aplicaciones de control remoto, as como en dispositivos

detectores, adems de ser utilizados para transmitir datos entre dispositivos

electrnicos como en redes de computadoras y dispositivos como telfonos

mviles, computadoras de mano, aunque esta tecnologa de transmisin de datos

ha dado paso al bluetooth en los ltimos aos, quedando casi obsoleta.

Los ledes se emplean con profusin en todo tipo de indicadores de estado

(encendido/apagado) en dispositivos de sealizacin (de trnsito, de emergencia,
http://es.wikipedia.org/wiki/Mando_a_distanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Televisorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodom%C3%A9sticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Control_remotohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tel%C3%A9fonos_m%C3%B3vileshttp://es.wikipedia.org/wiki/Tel%C3%A9fonos_m%C3%B3vileshttp://es.wikipedia.org/wiki/Bluetoothhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mando_a_distanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Televisorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodom%C3%A9sticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Control_remotohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tel%C3%A9fonos_m%C3%B3vileshttp://es.wikipedia.org/wiki/Tel%C3%A9fonos_m%C3%B3vileshttp://es.wikipedia.org/wiki/Bluetooth


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etc.) y en paneles informativos (el mayor del mundo, del NASDAQ, tiene

36,6 metros de altura y est en Times Square,Manhattan). Tambin se emplean

en el alumbrado de pantallas de cristal lquido de telfonos mviles, calculadoras,

agendas electrnicas, etc., as como en bicicletas y usos similares. Existen

adems impresoras con ledes.

El uso de ledes en el mbito de la iluminacin (incluyendo la sealizacin de

trfico) es moderado y es previsible que se incremente en el futuro, ya que sus

prestaciones son superiores a las de la lmpara incandescente y la lmpara

fluorescente, desde diversos puntos de vista. La iluminacin con ledes presenta

indudables ventajas: fiabilidad, mayor eficiencia energtica, mayor resistencia a

las vibraciones, mejor visin ante diversas circunstancias de iluminacin, menor

disipacin de energa, menor riesgo para el medio ambiente, capacidad paraoperar de forma intermitente de modo continuo, respuesta rpida, etc. Asimismo,

con ledes se pueden producir luces de diferentes colores con un rendimiento

luminoso elevado, a diferencia de muchas de las lmparas utilizadas hasta ahora,

que tienen filtros para lograr un efecto similar (lo que supone una reduccin de su

eficiencia energtica). Cabe destacar tambin que diversas pruebas realizadas

por importantes empresas y organismos han concluido que el ahorro energtico

varia entre el 70 y el 80% respecto a la iluminacin tradicional que se utiliza hasta

ahora.4

Todo ello pone de manifiesto las numerosas ventajas que los ledesofrecen en relacin al alumbrado pblico.

Los ledes de luz blanca son uno de los desarrollos ms recientes y pueden

considerarse como un intento muy bien fundamentado para sustituir los focos o

bombillas actuales (lmparas incandescentes) por dispositivos mucho ms

ventajosos. En la actualidad se dispone de tecnologa que consume el 92%

menos que las lmparas incandescentes de uso domstico comn y el 30%

menos que la mayora de las lmparas fluorescentes; adems, estos ledes

pueden durar hasta 20 aos y suponer el 200% menos de costes totales de

propiedad si se comparan con las lmparas o tubos fluorescentes

convencionales.5 Estas caractersticas convierten a los ledes de luz blanca en una

alternativa muy prometedora para la iluminacin.

Tambin se utilizan en la emisin de seales de luz que se trasmiten a travs

de fibra ptica. Sin embargo esta aplicacin est en desuso ya que actualmente

se opta por tecnologa lserque focaliza ms las seales de luz y permite un

mayor alcance de la misma utilizando el mismo cable. Sin embargo en los inicios
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de la fibra ptica eran usados por su escaso coste, ya que suponan una gran

ventaja frente al coaxial (an sin focalizar la emisin de luz).

Pantalla de ledes: pantalla muy brillante, formada por filas de ledes verdes, azules

y rojos, ordenados segn la arquitectura RGB, controlados individualmente para

formar imgenes vivas, muy brillantes, con un altsimo nivel de contraste, entre

sus principales ventajas frente a otras pantallas se encuentran: buen soporte de

color, brillo extremadamente alto (lo que le da la capacidad de ser completamente

visible bajo la luz del sol), altsima resistencia a impactos.

Aproximaciones del diodo

1. En este laboratorio la tensin de disparo y la tensin en el diodo:

a) Es igual a .3V

b) Es igual a 0.7V

c) Corresponde 10 mA

d) Corresponde a 50 mA

2. La resistencia de disparo es:

a) La tensin en el diodo dividida por la corriente.
http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3pticahttp://es.wikipedia.org/wiki/RGB_(modelo_de_color)http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3pticahttp://es.wikipedia.org/wiki/RGB_(modelo_de_color)


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b) La razn entre la variacin de tensin y la variacin de la corriente

encima dl disparo

c) La misma resistencia CC del diodo.

d) Ninguna de las anteriores.

3. La resistencia de un diodo de silicio con corriente de 10 mA es prxima de:

a) 25 b) 10 c) 70 d)112

4. En la figura 4b la potencia disipada por el diodo es prximo:

a) 0 b) 1.5 mW c) 15 mW d) 150 mW

5. Suponga que la corriente mxima de diodo de la figura 4b sea de 500 mA

Para evitar daos en el diodo, la tensin de la fuente no debe sobrepasar

el valor de:

a) 15V b) 50V c) 185V d) 272v

6. Cuanto mas inclinada es la curva del diodo, menor es la resistencia de

barrera.

Esto es por que la tensin umbral (tambin llamada barrera de potencial) de

polarizacin directa coincide en valor con la tensin de la zona de carga

espacial del diodo no polarizado. Al polarizar directamente el diodo, la barrera

de potencial inicial se va reduciendo, incrementando la corriente ligeramente,

alrededor del 1% de la nominal. Sin embargo, cuando la tensin externa

supera la tensin umbral, la barrera de potencial desaparece, de forma que

para pequeos incrementos de tensin se producen grandes variaciones de la

intensidad de corriente.

7. Explique por qu no hay corriente en el diodo cuando el resistor de 470 ,

en la fig.4b esta cortocircuitado.

Segn la grfica cuando la resistencia de 470 forma dos mallas por que

el voltaje de la fuente neutraliza al voltaje del diodo por la polaridad que

esta inversa a la de la fuente.

8. Explique por qu la corriente en el diodo de la fig.4, aumenta cuando el

resistor de 470 est abierto.

9. Cuntos proyectos son posibles en el caso del paso 2?

a) 1 b) 2 c) 3 d) 4


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DIODO

Un diodo es un componente electrnico de dos terminales que permite la circulacin de

la corriente elctrica a travs de l en un solo sentido. Este trmino generalmente se usa para

referirse al diodo semiconductor, el ms comn en la actualidad; consta de una pieza de

cristal semiconductorconectada a dos terminales elctricos. El diodo de vaco (que

actualmente ya no se usa, excepto para tecnologas de alta potencia) es un tubo de vaco con

dos electrodos: una lmina como nodo, y un ctodo.

De forma simplificada, la curva caracterstica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por

debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce),

y por encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia elctrica muy pequea.
http://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_de_vac%C3%ADohttp://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_termoi%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81nodohttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1todohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_de_vac%C3%ADohttp://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_termoi%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81nodohttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1todohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica


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Debido a este comportamiento, se les suele denominarrectificadores, ya que son

dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier seal, como paso inicial para

convertir una corriente alterna en corriente continua. Su principio de funcionamiento est

basado en los experimentos de Lee De Forest.

Los primeros diodos eran vlvulas o tubos de vaco, tambin llamados vlvulas

termoinicas constituidos por dos electrodos rodeados de vaco en un tubo de cristal, con un

aspecto similar al de las lmparas incandescentes. El invento fue desarrollado

en 1904 porJohn Ambrose Fleming, empleado de la empresa Marconi, basndose en

observaciones realizadas porThomas Alva Edison.

Al igual que las lmparas incandescentes, los tubos de vaco tienen un filamento (el ctodo)

a travs del cual circula la corriente, calentndolo porefecto Joule. El filamento est tratado

con xido de bario, de modo que al calentarse emite electrones al vaco circundante los

cuales son conducidos electrostticamente hacia una placa, curvada por un muelle doble,

cargada positivamente (el nodo), producindose as la conduccin. Evidentemente, si el

ctodo no se calienta, no podr ceder electrones. Por esa razn, los circuitos que utilizaban

vlvulas de vaco requeran un tiempo para que las vlvulas se calentaran antes de poder

funcionar y las vlvulas se quemaban con mucha facilidad.

DIODO SEMICONDUCTOR

Un diodo semiconductor moderno est hecho de cristal semiconductor como el silicio con

impurezas en l para crear una regin que contiene portadores de carga negativos (electrones),

llamado semiconductor de tipo n, y una regin en el otro lado que contiene portadores de carga

positiva (huecos), llamado semiconductor tipo p. Las terminales del diodo se unen a cada regin. El

lmite dentro del cristal de estas dos regiones, llamado una unin PN, es donde la importancia del

diodo toma su lugar. El cristal conduce una corriente de electrones del lado n (llamado ctodo),

pero no en la direccin opuesta; es decir, cuando una corriente convencional fluye del nodo al

ctodo (opuesto al flujo de los electrones).
http://es.wikipedia.org/wiki/Rectificadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Lee_De_Foresthttp://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_termoi%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_termoi%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodohttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1mpara_incandescentehttp://es.wikipedia.org/wiki/1904http://es.wikipedia.org/wiki/John_Ambrose_Fleminghttp://es.wikipedia.org/wiki/Thomas_Alva_Edisonhttp://es.wikipedia.org/wiki/Filamentohttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1todohttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Bariohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrost%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81nodohttp://es.wikipedia.org/wiki/Uni%C3%B3n_PNhttp://es.wikipedia.org/wiki/Rectificadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Lee_De_Foresthttp://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_termoi%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_termoi%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodohttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1mpara_incandescentehttp://es.wikipedia.org/wiki/1904http://es.wikipedia.org/wiki/John_Ambrose_Fleminghttp://es.wikipedia.org/wiki/Thomas_Alva_Edisonhttp://es.wikipedia.org/wiki/Filamentohttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1todohttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Bariohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrost%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81nodohttp://es.wikipedia.org/wiki/Uni%C3%B3n_PN


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Al unir ambos cristales, se manifiesta una difusin de electrones del cristal n al p (Je). Al

establecerse una corriente de difusin, estas corrientes aparecen cargas fijas en una zona a ambos

lados de la unin, zona que recibe el nombre de regin de agotamiento.

A medida que progresa el proceso de difusin, la regin de agotamiento va incrementando su

anchura profundizando en los cristales a ambos lados de la unin. Sin embargo, la acumulacin de

iones positivos en la zona n y de iones negativos en la zona p, crea un campo elctrico (E) que

actuar sobre los electrones libres de la zona n con una determinada fuerza de desplazamiento, que

se opondr a la corriente de electrones y terminar detenindolos.

Este campo elctrico es equivalente a decir que aparece una diferencia de tensin entre las zonas p

y n. Esta diferencia de potencial (VD) es de 0,7 V en el caso del silicio y 0,3 V para los cristales

de germanio.

La anchura de la regin de agotamiento una vez alcanzado el equilibrio, suele ser del orden de

0,5 micraspero cuando uno de los cristales est mucho ms dopado que el otro, la zona de carga

espacial es mucho mayor.

Cuando se somete al diodo a una diferencia de tensin externa, se dice que el diodo est polarizado,

pudiendo ser la polarizacin directa o inversa.

POLARIZACIN DIRECTA DE UN DIODO

En este caso, la batera disminuye la barrera de potencial de la zona de carga espacial, permitiendo

el paso de la corriente de electrones a travs de la unin; es decir, el diodo polarizado directamente

conduce la electricidad.

Para que un diodo est polarizado directamente, se debe conectar el polo positivo de la batera al

nodo del diodo y el polo negativo al ctodo. En estas condiciones podemos observar que:

Polarizacin directa del diodo pn.
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Polarizacin inversa del diodo pn

El polo negativo de la batera repele los electrones libres del cristal n, con lo que estos

electrones se dirigen hacia la unin p-n.

El polo positivo de la batera atrae a los electrones de valencia del cristal p, esto es equivalente

a decir que empuja a los huecos hacia la unin p-n.

Cuando la diferencia de potencial entre los bornes de la batera es mayor que la diferencia de

potencial en la zona de carga espacial, los electrones libres del cristal n, adquieren la energa

suficiente para saltar a los huecos del cristal p, los cuales previamente se han desplazado hacia

la unin p-n.

Una vez que un electrn libre de la zona n salta a la zona p atravesando la zona de carga

espacial, cae en uno de los mltiples huecos de la zona p convirtindose en electrn de

valencia. Una vez ocurrido esto el electrn es atrado por el polo positivo de la batera y se

desplaza de tomo en tomo hasta llegar al final del cristal p, desde el cual se introduce en elhilo conductor y llega hasta la batera.

De este modo, con la batera cediendo electrones libres a la zona n y atrayendo electrones de

valencia de la zona p, aparece a travs del diodo una corriente elctrica constante hasta el final.

POLARIZACIN INVERSA DE UN DIODO

En este caso, el polo negativo de labatera se

conecta a la zona p y el polo positivo a la zona n,

lo que hace aumentar la zona de carga espacial, y

la tensin en dicha zona hasta que se alcanza el

valor de la tensin de la batera, tal y como se

explica a continuacin:

El polo positivo de la batera atrae a los electrones libres de la zona n, los cuales salen

del cristal n y se introducen en el conductor dentro del cual se desplazan hasta llegar a

la batera. A medida que los electrones libres abandonan la zona n, los tomos
http://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_(electricidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_(electricidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3n


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pentavalentes que antes eran neutros, al verse desprendidos de su electrn en el orbital

de conduccin, adquieren estabilidad (8 electrones en la capa de valencia,

versemiconductory tomo) y una carga elctrica neta de +1, con lo que se convierten

en iones positivos.

El polo negativo de la batera cede electrones libres a los tomos trivalentes de la zonap. Recordemos que estos tomos slo tienen 3 electrones de valencia, con lo que una

vez que han formado los enlaces covalentes con los tomos de silicio, tienen solamente

7 electrones de valencia, siendo el electrn que falta el denominado hueco. El caso es

que cuando los electrones libres cedidos por la batera entran en la zona p, caen dentro

de estos huecos con lo que los tomos trivalentes adquieren estabilidad (8 electrones en

su orbital de valencia) y una carga elctrica neta de -1, convirtindose as en iones

negativos.

Este proceso se repite una y otra vez hasta que la zona de carga espacial adquiere el

mismopotencial elctrico que la batera.

En esta situacin, el diodo no debera conducir la corriente; sin embargo, debido al

efecto de la temperatura se formarn pares electrn-hueco (versemiconductor) a ambos

lados de la unin produciendo una pequea corriente (del orden de 1 A)

denominada corriente inversa de saturacin. Adems, existe tambin una

denominada corriente superficial de fugas la cual, como su propio nombre indica,

conduce una pequea corriente por la superficie del diodo; ya que en la superficie, los

tomos de silicio no estn rodeados de suficientes tomos para realizar los cuatro

enlaces covalentes necesarios para obtener estabilidad. Esto hace que los tomos de la

superficie del diodo, tanto de la zona n como de la p, tengan huecos en su orbital de

valencia con lo que los electrones circulan sin dificultad a travs de ellos. No obstante,

al igual que la corriente inversa de saturacin, la corriente superficial de fuga es

despreciable.

CURVA CARACTERSTICA DEL DIODO
http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Amperiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Amperio


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Tensin umbral, de codo o de partida (V).La tensin umbral (tambin llamada barrera de potencial) de polarizacin directa

coincide en valor con la tensin de la zona de carga espacial del diodo no polarizado.

Al polarizar directamente el diodo, la barrera de potencial inicial se va reduciendo,

incrementando la corriente ligeramente, alrededor del 1% de la nominal. Sin embargo,

cuando la tensin externa supera la tensin umbral, la barrera de potencial desaparece,de forma que para pequeos incrementos de tensin se producen grandes variaciones

de la intensidad de corriente.

Corriente mxima (Imax).Es la intensidad de corriente mxima que puede conducir el diodo sin fundirse por

el efecto Joule. Dado que es funcin de la cantidad de calor que puede disipar el diodo,

depende sobre todo del diseo del mismo.

Corriente inversa de saturacin (Is).Es la pequea corriente que se establece al polarizar inversamente el diodo por la

formacin de pares electrn-hueco debido a la temperatura, admitindose que seduplica por cada incremento de 10 en la temperatura.

Corriente superficial de fugas.Es la pequea corriente que circula por la superficie del diodo (ver polarizacin

inversa), esta corriente es funcin de la tensin aplicada al diodo, con lo que al

aumentar la tensin, aumenta la corriente superficial de fugas.

Tensin de ruptura (Vr).Es la tensin inversa mxima que el diodo puede soportar antes de darse el efecto

avalancha.

Tericamente, al polarizar inversamente el diodo, este conducir la corriente inversa

de saturacin; en la realidad, a partir de un determinado valor de la tensin, en el

diodo normalo de unin abrupta la ruptura se debe al efecto avalancha; no obstante

hay otro tipo de diodos, como los Zener, en los que la ruptura puede deberse a dos

efectos:

Efecto avalancha (diodos poco dopados). En polarizacin inversa se generanpares electrn-hueco que provocan la corriente inversa de saturacin; si la

tensin inversa es elevada los electrones se aceleran incrementando su energa

cintica de forma que al chocar con electrones de valencia pueden provocar su

salto a la banda de conduccin. Estos electrones liberados, a su vez, se

aceleran por efecto de la tensin, chocando con ms electrones de valencia y

liberndolos a su vez. El resultado es una avalancha de electrones que provoca

una corriente grande. Este fenmeno se produce para valores de la tensin

superiores a 6 V.

Efecto Zener (diodos muy dopados). Cuanto ms dopado est el material,menor es la anchura de la zona de carga. Puesto que el campo elctrico E

puede expresarse como cociente de la tensin V entre la distancia d; cuando el

diodo est muy dopado, y por tanto d sea pequeo, el campo elctrico ser

grande, del orden de 3105 V/cm. En estas condiciones, el propio campo puede

ser capaz de arrancar electrones de valencia incrementndose la corriente. Este

efecto se produce para tensiones de 4 V o menores.
http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joule


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Para tensiones inversas entre 4 y 6 V la ruptura de estos diodos especiales,

como los Zener, se puede producir por ambos efectos.

Documents

El Diodo Seminiconductor