ELECTROTECNIA TEMA: Diodos Especiales Fotodiodo Un fotodiodo es un semiconductor semiconductor construido construido con una unión PN. PN. Sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja infrarroja..
SIMOLOGIA FUNCIONAMINTO: Para que su funcionamiento sea correcto se polariza inversamente, con lo que se producirá una cierta circulación de corriente cuando sea excitado por la luz. Debido a su construcción, los fotodiodos se comportan como células fotovoltaicas, fotovoltaicas, es decir, en ausencia de luz exterior generan una tensión muy pequeña con el positivo en el ánodo y el negativo en el cátodo cátodo.. Esta corriente presente en ausencia de luz recibe el nombre de corriente de oscuridad. oscuridad.
APLICACIONES: •
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Se usa en los lectores de CD, recuperando la información grabada en el surco del Cd transformando la luz del haz láser reflejada en el mismo en impulsos eléctricos para ser procesados por el sistema y obtener como resultado los datos grabados. Usados en fibra óptica
El diodo Varicap Al polarizar inversamente la unión N-P se crea en la zona central una capa aislante y neutra, debida a la recombinación de electrones y huecos en ella, que separa a los dos tipos de semiconductores, dando lugar a una capacidad entre ambos. Las armaduras del condensador ficticio están constituidas por los semiconductores N y P, P, que soportan la tensión inversa, y el dieléctrico es la zona neutra cuyo espesor es variable con el valor de la polarización externa.
El comportamiento de la unión N-P cuando se polariza inversamente es la de un condensador cuya capacidad depende de la tensión aplicada, por lo que sustituye ventajosamente a los antiguos condensadores variables, v ariables, en los que mediante movimientos mecánicos se procedía a variar la superficie o espesor entre armaduras para lograr la
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ELECTROTECNIA capacidad adecuada, aunque con poca precisión y utilizando un componente de bastante volumen. En el caso de utilizar una unión N-P como condensador variable, llamado varicap, basta regular la tensión inversa, que se aplica entre sus extremos con ayuda de un potenciómetro, para modificar la capacidad de forma muy exacta y ocupando el mínimo espacio. APLICACIONES: •
La aplicación de estos diodos se encuentra, sobre todo, en la sintonía de TV, modulación de frecuencia en transmisiones de FM y radio y en los osciladores controlados por voltaje (oscilador controlado por tensión).
Diodo led
Que emite luz policromática, es decir, con diferentes longitudes de onda, cuando se polariza en directa y es atravesado por lacorriente eléctrica. El color depende del material semiconductor empleado en la construcción del diodo, pudiendo variar desde el ultravioleta, pasando por el espectro de luz visible, hasta el infrarojo, recibiendo éstos últimos la denominación de diodos IRED ( I nfra- Red E mitting Diode).
SIMBOLOGIA
FUNCIONAMIENTO: El funcionamiento físico consiste en que, un electrón pasa de la banda de conducción a la de valencia, perdiendo energía. Esta energía se manifiesta en forma de un fotón desprendido, con una amplitud, una dirección y una fase aleatoria.
El dispositivo semiconductor está comúnmente encapsulado en una cubierta de plástico de mayor resistencia que las de vidrio que usualmente se emplean en las lámparas incandescentes. Aunque el plástico puede estar coloreado, es sólo por razones estéticas, ya que ello no influye en el color de la luz emitida.
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ELECTROTECNIA Para obtener una buena intensidad luminosa debe escogerse bien la corriente que atraviesa el LED; la tensión de operación va desde 1,5 hasta 2,2 volt´s aproximadamente, y la gama de intensidades que debe circular por él va desde 10 hasta 20 mA en los diodos de color rojo, y de 20 a 40 mA para los otros LEDs.
Tecnología LED/OLED En corriente contínua (DC), todos los diodos emiten una cierta cantidad de radiación cuando los pares electrón-hueco se recombinan, es decir, cuando los electrones caen desde la banda de conducción (de mayor energía) a la banda de valencia (de menor energía). Indudablemente, la frecuencia de la radiación emitida y, por ende, su color, dependerá de la altura de la banda prohibida (diferencias de energía entre las bandas de conducción y valencia), es decir, de los materiales empleados. Los diodos convencionales, de silicio o germanio, emiten radiación infrarroja muy alejada del espectro visible. Sin embargo, con materiales especiales pueden conseguirse longitudes de onda visibles. Los diodos LED e IRED, además tienen geometrías especiales para evitar que la radiación emitida sea reabsorbida por el material circundante del propio diodo, lo que sucede en los convencionales.
Compuestos empleados en la construcción de diodos LED.
Compuesto DIODOS ESPECIALES
Color
Long. de Página 3
ELECTROTECNIA onda
Arseniuro de galio (GaAs)
Infrarrojo
940nm
Arseniuro de galio y aluminio (AlGaAs)
Rojo e infrarrojo
890nm
Arseniuro fosfuro de galio (GaAsP)
Rojo, naranja y amarillo
630nm
Fosfuro de galio (GaP)
Verde
555nm
Nitruro de galio (GaN)
Verde
525nm
Seleniuro de zinc (ZnSe)
Azul
Nitruro de galio e indio (InGaN)
Azul
450nm
Carburo de silicio (SiC)
Azul
480nm
Diamante (C)
Ultravioleta
Silicio (Si)
En desarrollo
Los primeros diodos construidos fueron los diodos infrarrojos y de color rojo, permitiendo el desarrollo tecnológico posterior la construcción de diodos para longitudes de onda cada vez menores. En particular, los diodos azules fueron desarrollados a finales de los 90 por Shuji Nakamura, añadiéndose a los rojos y verdes desarrollados con anterioridad, lo que permitió, por combinación de los mismos, la obtención de luz blanca. El diodo de seleniuro de zinc puede emitir también luz blanca si se mezcla la luz azul que emite con la roja y verde creada por fotoluminiscencia. La más reciente innovación en el ámbito de la tecnología LED son los diodos ultravioletas, que se han empleado con éxito en la producción de luz blanca al emplearse para iluminar materiales fluorescentes.
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ELECTROTECNIA Tanto los diodos azules como los ultravioletas son caros respecto de los más comunes (rojo, verde, amarillo e infrarrojo), siendo por ello menos empleados en las aplicaciones comerciales. Los LED comerciales típicos están diseñados para potencias del orden de los 30 a 60 mW. En torno a 1999 se introdujeron en el mercado diodos capaces de trabajar con potencias de 1 W para uso continuo; estos diodos tienen matrices semiconductoras de dimensiones mucho mayores para poder soportar tales potencias e incorporan aletas metálicas para disipar el calor generado por efecto Joule. En 2002 se comercializaron diodos para potencias de 5 W, con eficiencias en torno a 60 lm/W, es decir, el equivalente a una lámpara incandescente de 50 W. De continuar esta progresión, en el futuro será posible el empleo de diodos LED en la iluminación. El comienzo del siglo XXI ha visto aparecer los diodos OLED (diodos LED orgánicos), fabricados con materiales polímeros orgánicos semiconductores. Aunque la eficiencia lograda con estos dispositivos está lejos de la de los diodos inorgánicos, su fabricación promete ser considerablemente más barata que la de aquellos, siendo además posible depositar gran cantidad de diodos sobre cualquier superficie empleando técnicas de pintado para crear pantallas a color.
Diodo láser De Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a navegación, búsqueda
Un diodo LASER empaquetado. Atrás, una moneda de un centavo estadounidense como referencia de escala.
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Imagen de un chip del diodo LASER contenido en el paquete mostrado en la imagen superior. Se muestra en el ojo de una aguja que sirve de referencia de escala. El diodo láser es un dispositivo semiconductor similar a los diodos LED pero que bajo las condiciones adecuadas emite luz láser. A veces se los denomina diodos láser de inyección, o por sus siglas inglesas LD o ILD. Cuando un diodo convencional o LED se polariza en directa, los huecos de la zona p se mueven hacia la zona n y los electrones de la zona n hacia la zona p; ambos desplazamientos de cargas constituyen la corriente que circula por el diodo. Si los electrones y huecos están en la misma región, pueden recombinarse cayendo el electrón al hueco y emitiendo un fotón con la energía correspondiente a la banda prohibida (véase semiconductor ). Esta emisión espontánea se produce normalmente en los diodos semiconductores, pero sólo es visible en algunos de ellos (como los LEDs), que tienen una disposición constructiva especial con el propósito de evitar que la radiación sea reabsorbida por el material circundante, y habitualmente una energía de la banda prohibida coincidente con la correspondiente al espectro visible; en otros diodos, la energía se libera principalmente en forma de calor , radiación infrarroja o radiación ultravioleta. En condiciones apropiadas, el electrón y el hueco pueden coexistir un breve tiempo, del orden de nanosegundos, antes de recombinarse, de forma que si un fotón con la energía apropiada pasa por casualidad por allí durante ese periodo, se producirá la emisión estimulada (véase láser ), es decir, al producirse la recombinación el fotón emitido tendrá igual frecuencia, polarización y fase que el primer fotón. En los diodos láser, para favorecer la emisión estimulada y generación de luz láser, el cristal semiconductor del diodo puede tener la forma de una lámina delgada con un lado totalmente reflectante y otro sólo reflectacte de forma parcial (aunque muy reflectacte también), lográndose así una unión PN de grandes dimensiones con las caras exteriores perfectamente paralelas y reflectantes. Es importante aclarar que las dimensiones de la unión PN guardan una estrecha relación con la longitud de onda a emitir. Este conjunto forma una guía de onda similar a un resonador de tipo Fabry-Perot. En ella, los fotones emitidos en la dirección adecuada se reflejarán repetidamente en dichas caras reflectantes (en una totalmente y en la otra sólo parcialmente), lo que ayuda a su vez a la emisión de
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ELECTROTECNIA más fotones estimulados dentro del material semiconductor y consiguientemente a que se amplifique la luz (mientras dure el bombeo derivado de la circulación de corriente por el diodo). Parte de estos fotones saldrán del diodo láser a través de la cara parcialmente transparente (la que es sólo reflectante de forma parcial). Este proceso da lugar a que el diodo emita luz, que al ser coherente en su mayor parte (debido a la emisión estimulada), posee una gran pureza espectral. Por tanto, como la luz emitida por este tipo de diodos es de tipo láser, a estos diodos se los conoce por el mismo nombre.
[editar] Ventajas • • • • •
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Son muy eficientes. Son muy fiables. Tienen tiempos medios de vida muy largos. Son económicos. Permiten la modulación directa de la radiación emitida, pudiéndose modular a décimas de Gigahercio. Su volumen y peso son pequeños. El umbral de corriente que necesitan para funcionar es relativamente bajo. Su consumo de energía es reducido (comparado con otras fuentes de luz) El ancho de banda de su espectro de emisión es angosto (puede llegar a ser de sólo algunos kHz)
Algunas aplicaciones • • • • • • •
Comunicaciones de datos por fibra óptica. Lectores de CDs, DVDs, Blu-rays, HD-DVDs, entre otros. Interconexiones ópticas entre circuitos integrados. Impresoras láser. Escáneres o digitalizadores. Sensores. Armas láser.
Diodo avalancha De Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a navegación, búsqueda Un diodo avalancha , es un diodo semiconductor diseñado especialmente para trabajar en tensión inversa. En estos diodos, poco dopados, cuando la tensión en polarización inversa alcanza el valor de la tensión de ruptura, los electrones que han saltado a la banda de conducción por efecto de la temperatura se aceleran debido al campo eléctrico incrementando su energía cinética, de forma que al colisionar con electrones de valencia los
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ELECTROTECNIA liberan; éstos a su vez, se aceleran y colisionan con otros electrones de valencia liberándolos también, produciéndose una avalancha de electrones cuyo efecto es incrementar la corriente conducida por el diodo sin apenas incremento de la tensión. El diodo Zener está también diseñado para trabajar en inversa, aunque el mecanismo de ruptura es diferente al aquí expuesto.
Protección La aplicación típica de estos diodos es la protección de circuitos electrónicos contra sobretensiones. El diodo se conecta en inversa a tierra, de modo que mientras la tensión se mantenga por debajo de la tensión de ruptura sólo será atravesado por la corriente inversa de saturación, muy pequeña, por lo que la interferencia con el resto del circuito será mínima; a efectos prácticos, es como si el diodo no existiera. Al incrementarse la tensión del circuito por encima del valor de ruptura, el diodo comienza a conducir desviando el exceso de corriente a tierra evitando daños en los componentes del circuito
Los diodos avalancha generan ruido de radio frecuencia; son comúnmente utilizados como fuentes de ruido en equipos de radio frecuencia. También son usados como fuentes de ruido en los analizadores de antena y como generadores de ruido blanco.
Bibliografía http://www.suite101.net/content/diodos-especiales-y-sus-aplicaciones-a37000 http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_Gunn
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