Principio de funcionamiento
Un diodo se forma donde se encuentran un semiconductor tipo P y uno tipo N. En la unión, electrones y huecos se recombinan y dejan una zona de deplexión con un campo eléctrico interno, el potencial de contacto. Ese campo es lo que hace unidireccional al dispositivo: se opone a que sigan difundiéndose portadores, de modo que la corriente circula con facilidad en un sentido y queda bloqueada en el otro. El lado P es el ánodo y el lado N el cátodo.
Polarización directa e inversa
Conectar el ánodo a positivo estrecha la zona de deplexión y, en cuanto la tensión aplicada supera la tensión directa —unos 0,7 V en silicio y 0,3 V en germanio—, el diodo conduce, con una corriente que crece exponencialmente ante incrementos mínimos de tensión. La polarización inversa ensancha la zona y solo circula una pequeña corriente de fuga. Si la tensión inversa sube lo suficiente, la unión entra en ruptura: en un rectificador común eso es destructivo, mientras que un diodo Zener está diseñado para trabajar ahí.
La curva característica
La curva I-V de un diodo es marcadamente no lineal, y eso es justo lo que lo hace útil. La ecuación de Shockley la describe: la corriente depende exponencialmente de la tensión de unión, con la corriente de saturación y la tensión térmica dependiente de la temperatura como constantes. Una consecuencia práctica es que un diodo en conducción mantiene una tensión casi constante en un amplio margen de corriente, por lo que siempre debe alimentarse a través de un elemento limitador y nunca directamente de una fuente de tensión.
Dónde se utiliza
Los diodos rectifican alterna en continua en montajes de media onda, onda completa y puente a la entrada de casi cualquier fuente de alimentación. Recortan los picos inductivos de bobinas de relé y devanados de motor, protegen contra inversión de polaridad y forman redes de recorte y fijación en las señales. Sus parientes cercanos amplían la idea: diodos Schottky por su baja caída directa y rápida recuperación, diodos Zener como referencia de tensión y LED para emitir luz.