Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que conduce corriente principalmente en una dirección ( conductancia asimétrica ). Tiene una resistencia baja (idealmente cero) en una dirección y una resistencia alta (idealmente infinita) en la otra.
Un diodo semiconductor , el tipo más utilizado en la actualidad, es una pieza cristalina de material semiconductor con una unión p-n conectada a dos terminales eléctricos. [4] Tiene una característica exponencial de corriente-voltaje . Los diodos semiconductores fueron los primeros dispositivos electrónicos semiconductores . El descubrimiento de la conducción eléctrica asimétrica a través del contacto entre un mineral cristalino y un metal fue realizado por el físico alemán Ferdinand Braun en 1874. Hoy en día, la mayoría de los diodos están hechos de silicio , pero también se utilizan otros materiales semiconductores como el arseniuro de galio y el germanio . [5]
El obsoleto diodo termoiónico es un tubo de vacío con dos electrodos , un cátodo calentado y una placa , en el que los electrones pueden fluir en una sola dirección, del cátodo a la placa.
Entre muchos usos, los diodos se encuentran en rectificadores para convertir energía de corriente alterna (CA) en corriente continua (CC), demodulación en receptores de radio e incluso pueden usarse para lógica o como sensores de temperatura . Una variante común de un diodo es un diodo emisor de luz , que se utiliza como iluminación eléctrica e indicador de estado en dispositivos electrónicos.
La función más común de un diodo es permitir que una corriente eléctrica pase en una dirección (llamada dirección directa del diodo ), mientras la bloquea en la dirección opuesta (la dirección inversa ). Su analogía hidráulica es una válvula de retención . Este comportamiento unidireccional puede convertir corriente alterna (CA) en corriente continua (CC), proceso llamado rectificación . Como rectificadores, los diodos se pueden utilizar para tareas como extraer modulación de señales de radio en receptores de radio .
La característica exponencial de corriente-voltaje de un diodo semiconductor da como resultado un comportamiento más complicado que una simple acción de encendido y apagado. [6] Dado que se puede considerar que las funciones exponenciales tienen un voltaje " rodilla ", por simplicidad, se dice comúnmente que un diodo tiene un voltaje umbral directo , por encima del cual hay una corriente significativa y por debajo del cual casi no hay corriente. Sin embargo, esto es sólo una aproximación ya que la característica directa es gradual en su curva corriente-voltaje.
Dado que la caída de voltaje en dirección directa de un diodo varía solo un poco con la corriente y es más una función de la temperatura, este efecto se puede utilizar como un sensor de temperatura o como una referencia de voltaje algo imprecisa .
La alta resistencia de un diodo a la corriente que fluye en dirección inversa cae repentinamente a una resistencia baja cuando el voltaje inverso a través del diodo alcanza un valor llamado voltaje de ruptura . Este efecto se utiliza para regular el voltaje ( diodos Zener ) o para proteger circuitos de sobretensiones ( diodos de avalancha ).
La característica corriente-voltaje de un diodo semiconductor se puede adaptar seleccionando los materiales semiconductores y las impurezas dopantes introducidas en los materiales durante la fabricación. [6] Estas técnicas se utilizan para crear diodos de propósito especial que realizan muchas funciones diferentes. [6] Por ejemplo, para sintonizar electrónicamente receptores de radio y televisión ( diodos varactor ), para generar oscilaciones de radiofrecuencia ( diodos de túnel , diodos de Gunn , diodos IMPATT ) y para producir luz ( diodos emisores de luz ). Los diodos Tunnel, Gunn e IMPATT exhiben resistencia negativa , lo cual es útil en circuitos de conmutación y microondas .
Los diodos, tanto de vacío como semiconductores, se pueden utilizar como generadores de ruido de disparo .
Los diodos termoiónicos ( tubos de vacío ) y los diodos de estado sólido (semiconductores) se desarrollaron por separado, aproximadamente al mismo tiempo, a principios del siglo XX, como detectores receptores de radio . [7] Hasta la década de 1950, los diodos de vacío se usaban con más frecuencia en radios porque los primeros diodos semiconductores de contacto puntual eran menos estables. Además, la mayoría de los receptores tenían tubos de vacío para amplificación que fácilmente podían tener diodos termoiónicos incluidos en el tubo (por ejemplo, el triodo de doble diodo 12SQ7 ), y los rectificadores de tubo de vacío y los rectificadores llenos de gas eran capaces de manejar algunos voltajes altos. /Tareas de rectificación de alta corriente mejores que los diodos semiconductores (como los rectificadores de selenio ) que estaban disponibles en ese momento.
En 1873, Frederick Guthrie observó que una bola de metal al rojo vivo conectada a tierra y colocada muy cerca de un electroscopio descargaría un electroscopio con carga positiva, pero no un electroscopio con carga negativa. [8] [9] En 1880, Thomas Edison observó una corriente unidireccional entre los elementos calentados y no calentados en una bombilla, lo que más tarde se llamó efecto Edison , y se le concedió una patente sobre la aplicación del fenómeno para su uso en un voltímetro de CC . [10] [11] Unos 20 años después, John Ambrose Fleming (asesor científico de la Marconi Company y ex empleado de Edison) se dio cuenta de que el efecto Edison podía utilizarse como detector de radio . Fleming patentó el primer diodo termoiónico verdadero, la válvula Fleming , en Gran Bretaña el 16 de noviembre de 1904 [12] (seguida de la patente estadounidense 803.684 en noviembre de 1905). A lo largo de la era de los tubos de vacío, los diodos de válvula se utilizaron en casi todos los dispositivos electrónicos, como radios, televisores, sistemas de sonido e instrumentación. Lentamente perdieron participación de mercado a partir de finales de la década de 1940 debido a la tecnología rectificadora de selenio y luego a los diodos semiconductores durante la década de 1960. Hoy en día todavía se utilizan en algunas aplicaciones de alta potencia donde su capacidad para soportar voltajes transitorios y su robustez les da una ventaja sobre los dispositivos semiconductores, y en aplicaciones de instrumentos musicales y audiófilos.
En 1874, el científico alemán Karl Ferdinand Braun descubrió la "conducción unilateral" a través del contacto entre un metal y un mineral . [13] [14] El científico indio Jagadish Chandra Bose fue el primero en utilizar un cristal para detectar ondas de radio en 1894. [15] El detector de cristal fue desarrollado hasta convertirse en un dispositivo práctico para telegrafía inalámbrica por Greenleaf Whittier Pickard , quien inventó un cristal de silicio . detector en 1903 y recibió una patente el 20 de noviembre de 1906. [16] Otros experimentadores probaron una variedad de otros minerales como detectores. Los desarrolladores de estos primeros rectificadores desconocían los principios de los semiconductores. Durante la década de 1930, la comprensión de la física avanzó y, a mediados de la década de 1930, los investigadores de los Laboratorios Bell Telephone reconocieron el potencial del detector de cristal para su aplicación en la tecnología de microondas. [17] Investigadores de Bell Labs , Western Electric , MIT , Purdue y en el Reino Unido desarrollaron intensamente diodos de contacto puntual ( rectificadores de cristal o diodos de cristal ) durante la Segunda Guerra Mundial para su aplicación en radar. [17] Después de la Segunda Guerra Mundial, AT&T los usó en sus torres de microondas que atravesaban los Estados Unidos, y muchos equipos de radar los usan incluso en el siglo XXI. En 1946, Sylvania comenzó a ofrecer el diodo de cristal 1N34. [18] [19] [20] A principios de la década de 1950, se desarrollaron los diodos de unión.
En 2022 se realizó el primer efecto de diodo superconductor sin campo magnético externo . [21]
En el momento de su invención, los dispositivos de conducción asimétrica se conocían como rectificadores . En 1919, el año en que se inventaron los tetrodos , William Henry Eccles acuñó el término diodo a partir de las raíces griegas di (de δί ), que significa "dos", y ode (de οδός ), que significa "camino". Sin embargo, la palabra diodo ya estaba en uso, al igual que triodo , tetrodo , pentodo , hexodo , como términos de telegrafía múltiplex . [22]
Aunque todos los diodos rectifican , "rectificador" suele aplicarse a los diodos utilizados para el suministro de energía , para diferenciarlos de los diodos destinados a circuitos de señales pequeñas .
Un diodo termoiónico es un dispositivo de válvula termoiónica que consta de una envoltura sellada de vidrio o metal al vacío que contiene dos electrodos : un cátodo y una placa . El cátodo se calienta indirectamente o directamente . Si se emplea calentamiento indirecto, se incluye un calentador en la envoltura.
En funcionamiento, el cátodo se calienta al rojo vivo , alrededor de 800 a 1000 °C (1470 a 1830 °F). Un cátodo calentado directamente está hecho de alambre de tungsteno y se calienta mediante una corriente que lo atraviesa desde una fuente de voltaje externa. Un cátodo calentado indirectamente se calienta mediante radiación infrarroja de un calentador cercano que está formado por alambre de nicromo y se le suministra corriente proporcionada por una fuente de voltaje externa.
La temperatura de funcionamiento del cátodo hace que éste libere electrones al vacío, proceso llamado emisión termoiónica . El cátodo está recubierto con óxidos de metales alcalinotérreos , como los óxidos de bario y estroncio . Estos tienen una función de trabajo baja , lo que significa que emiten electrones más fácilmente que el cátodo sin recubrimiento.
La placa, al no calentarse, no emite electrones; pero es capaz de absorberlos.
La tensión alterna a rectificar se aplica entre el cátodo y la placa. Cuando el voltaje de la placa es positivo con respecto al cátodo, la placa atrae electrostáticamente los electrones del cátodo, por lo que una corriente de electrones fluye a través del tubo desde el cátodo hasta la placa. Cuando el voltaje de la placa es negativo con respecto al cátodo, la placa no emite electrones, por lo que no puede pasar corriente de la placa al cátodo.
Los diodos de contacto puntual se desarrollaron a partir de la década de 1930, a partir de la primera tecnología de detectores de cristal , y ahora se utilizan generalmente en el rango de 3 a 30 gigahercios. [17] [23] [24] [25] Los diodos de contacto puntual utilizan un cable metálico de pequeño diámetro en contacto con un cristal semiconductor y son del tipo de contacto no soldado o del tipo de contacto soldado . La construcción de contactos no soldados utiliza el principio de barrera Schottky. El lado metálico es el extremo puntiagudo de un cable de pequeño diámetro que está en contacto con el cristal semiconductor. [26] En el tipo de contacto soldado, se forma una pequeña región P en el cristal, que de otro modo sería de tipo N, alrededor de la punta metálica durante la fabricación al pasar momentáneamente una corriente relativamente grande a través del dispositivo. [27] [28] Los diodos de contacto puntual generalmente exhiben una capacitancia más baja, una resistencia directa más alta y una fuga inversa mayor que los diodos de unión.
Un diodo de unión p-n está hecho de un cristal de semiconductor , generalmente silicio, pero también se utilizan germanio y arseniuro de galio . Se le añaden impurezas para crear una región en un lado que contiene portadores de carga negativos (electrones), llamada semiconductor tipo n , y una región en el otro lado que contiene portadores de carga positivos ( huecos ), llamado semiconductor tipo p. . Cuando los materiales de tipo n y p se unen, se produce un flujo momentáneo de electrones desde el lado n al p, lo que da como resultado una tercera región entre los dos donde no hay portadores de carga presentes. Esta región se llama región de agotamiento porque no hay portadores de carga (ni electrones ni huecos) en ella. Los terminales del diodo están conectados a las regiones tipo n y tipo p. El límite entre estas dos regiones, llamado unión p-n , es donde tiene lugar la acción del diodo. Cuando se aplica un potencial eléctrico suficientemente mayor al lado P (el ánodo ) que al lado N (el cátodo ), permite que los electrones fluyan a través de la región de agotamiento desde el lado tipo N al lado tipo P. La unión no permite el flujo de electrones en dirección opuesta cuando el potencial se aplica a la inversa, creando, en cierto sentido, una válvula de retención eléctrica .
Otro tipo de diodo de unión, el diodo Schottky , se forma a partir de una unión metal-semiconductor en lugar de una unión ap-n, lo que reduce la capacitancia y aumenta la velocidad de conmutación. [29] [30]
El comportamiento de un diodo semiconductor en un circuito está dado por su característica corriente-voltaje . La forma de la curva está determinada por el transporte de portadores de carga a través de la llamada capa de agotamiento o región de agotamiento que existe en la unión p-n entre diferentes semiconductores. Cuando se crea por primera vez la unión ap-n, los electrones de la banda de conducción (móviles) de la región dopada con N se difunden hacia la región dopada con P , donde hay una gran población de huecos (lugares vacantes para los electrones) con los que los electrones se "recombinan". . Cuando un electrón móvil se recombina con un hueco, tanto el hueco como el electrón desaparecen, dejando atrás un donante inmóvil con carga positiva (dopante) en el lado N y un aceptor con carga negativa (dopante) en el lado P. La región alrededor de la unión p-n se queda sin portadores de carga y, por lo tanto, se comporta como un aislante .
Sin embargo, el ancho de la región de agotamiento (llamado ancho de agotamiento ) no puede crecer sin límite. Por cada recombinación de par electrón-hueco realizada, se deja un ion dopante cargado positivamente en la región dopada con N y se crea un ion dopante cargado negativamente en la región dopada con P. A medida que avanza la recombinación y se crean más iones, se desarrolla un campo eléctrico creciente a través de la zona de agotamiento que actúa para retardar y finalmente detener la recombinación. En este punto, existe un potencial "incorporado" en toda la zona de agotamiento.
Si se coloca un voltaje externo a través del diodo con la misma polaridad que el potencial incorporado, la zona de agotamiento continúa actuando como un aislante, evitando cualquier flujo de corriente eléctrica significativo (a menos que se estén creando activamente pares electrón-hueco en la unión mediante , por ejemplo, luz; ver fotodiodo ). A esto se le llama fenómeno de sesgo inverso .
Sin embargo, si la polaridad del voltaje externo se opone al potencial incorporado, la recombinación puede ocurrir nuevamente, lo que resulta en una corriente eléctrica sustancial a través de la unión p-n (es decir, un número sustancial de electrones y huecos se recombinan en la unión). Por lo tanto, si se aplica un voltaje externo mayor y opuesto al voltaje incorporado, fluirá una corriente y se dice que el diodo está "encendido", ya que se le ha dado una polarización directa externa .
A corrientes más altas, aumenta la caída de tensión directa del diodo. Una caída de 1 V a 1,5 V es típica a la corriente nominal máxima para los diodos de potencia. (Ver también: Rectificador § Caída de voltaje del rectificador )
La característica corriente-voltaje de un diodo se puede aproximar mediante cuatro regiones operativas. De menores a mayores voltajes de polarización, estos son:
La ecuación del diodo ideal de Shockley o la ley del diodo (llamada así por el coinventor del transistor de unión bipolar William Bradford Shockley ) modela la relación exponencial corriente-voltaje (I-V) de diodos con polarización directa o inversa moderada. El artículo Ecuación del diodo de Shockley proporciona detalles.
A voltajes directos menores que el voltaje de saturación, la curva característica de voltaje versus corriente de la mayoría de los diodos no es una línea recta. La corriente se puede aproximar como se explica en el artículo sobre la ecuación del diodo de Shockley .
En aplicaciones de detectores y mezcladores, la corriente se puede estimar mediante una serie de Taylor. [32] Los términos impares pueden omitirse porque producen componentes de frecuencia que están fuera de la banda de paso del mezclador o detector. Incluso los términos más allá de la segunda derivada generalmente no necesitan incluirse porque son pequeños en comparación con el término de segundo orden. [32] El componente de corriente deseado es aproximadamente proporcional al cuadrado del voltaje de entrada, por lo que la respuesta se llama ley del cuadrado en esta región. [26] : pág. 3
Una vez finalizada la conducción directa en un diodo de tipo ap-n, puede fluir una corriente inversa durante un breve periodo de tiempo. El dispositivo no alcanza su capacidad de bloqueo hasta que se agota la carga del móvil en el cruce.
El efecto puede ser significativo cuando se conmutan grandes corrientes muy rápidamente. [33] Es posible que se requiera una cierta cantidad de "tiempo de recuperación inversa" t r (del orden de decenas de nanosegundos a unos pocos microsegundos) para eliminar la carga de recuperación inversa Q r del diodo. Durante este tiempo de recuperación, el diodo puede conducir en dirección inversa. Esto podría dar lugar a una gran corriente en dirección inversa durante un breve periodo de tiempo mientras el diodo tiene polarización inversa. La magnitud de dicha corriente inversa está determinada por el circuito operativo (es decir, la resistencia en serie) y se dice que el diodo está en la fase de almacenamiento. [34] En ciertos casos del mundo real es importante considerar las pérdidas que se producen por este efecto de diodo no ideal. [35] Sin embargo, cuando la velocidad de variación de la corriente no es tan severa (p. ej., frecuencia de línea), el efecto se puede ignorar con seguridad. Para la mayoría de las aplicaciones, el efecto también es insignificante para los diodos Schottky .
La corriente inversa cesa abruptamente cuando se agota la carga almacenada; Esta parada brusca se aprovecha en diodos de recuperación de paso para la generación de impulsos extremadamente cortos.
Los diodos normales (p–n), que funcionan como se describe anteriormente, suelen estar hechos de silicio o germanio dopado . Antes del desarrollo de los diodos rectificadores de potencia de silicio, se utilizaba óxido cuproso y más tarde selenio . Su baja eficiencia requirió la aplicación de un voltaje directo mucho más alto (generalmente de 1,4 a 1,7 V por "celda", con múltiples celdas apiladas para aumentar el voltaje nominal inverso máximo para su aplicación en rectificadores de alto voltaje), y requirió un gran disipador de calor. (a menudo una extensión del sustrato metálico del diodo ), mucho más grande de lo que requeriría el diodo de silicio posterior con las mismas corrientes nominales. La gran mayoría de todos los diodos son diodos p-n que se encuentran en los circuitos integrados CMOS , [36] que incluyen dos diodos por pin y muchos otros diodos internos.
El símbolo utilizado para representar un tipo particular de diodo en un diagrama de circuito transmite la función eléctrica general al lector. Existen símbolos alternativos para algunos tipos de diodos, aunque las diferencias son menores. El triángulo en los símbolos señala en la dirección de avance, es decir, en la dirección del flujo de corriente convencional .
Hay una serie de esquemas de codificación y numeración para diodos comunes, estándar y determinados por el fabricante; siendo los dos más comunes el estándar EIA / JEDEC y el estándar europeo Pro Electron :
El sistema estandarizado de numeración de la serie 1N EIA370 fue introducido en los EE. UU. por EIA/JEDEC (Consejo Conjunto de Ingeniería de Dispositivos Electrónicos) alrededor de 1960. La mayoría de los diodos tienen una designación de 1 prefijo (por ejemplo, 1N4003). Entre los más populares de esta serie se encuentran: 1N34A/1N270 (señal de germanio), 1N914/ 1N4148 (señal de silicio), 1N400x (rectificador de potencia de silicio 1A) y 1N580x (rectificador de potencia de silicio 3A). [48] [49] [50]
El sistema de designación de semiconductores JIS tiene todas las designaciones de diodos semiconductores que comienzan con "1S".
El sistema de codificación europeo Pro Electron para componentes activos se introdujo en 1966 y consta de dos letras seguidas del código de pieza. La primera letra representa el material semiconductor utilizado para el componente (A = germanio y B = silicio) y la segunda letra representa la función general de la pieza (para diodos, A = baja potencia/señal, B = capacitancia variable, X = multiplicador, Y = rectificador y Z = referencia de tensión); Por ejemplo:
Otros sistemas comunes de numeración/codificación (generalmente impulsados por el fabricante) incluyen:
En óptica, un dispositivo equivalente al diodo pero con luz láser sería el aislador óptico , también conocido como diodo óptico, [51] que permite que la luz pase solo en una dirección. Utiliza un rotador de Faraday como componente principal.
El primer uso del diodo fue la demodulación de transmisiones de radio de amplitud modulada (AM). La historia de este descubrimiento se trata en profundidad en el artículo sobre el detector de cristales . En resumen, una señal AM consiste en picos alternos positivos y negativos de una onda portadora de radio, cuya amplitud o envolvente es proporcional a la señal de audio original. El diodo rectifica la señal de radiofrecuencia AM, dejando sólo los picos positivos de la onda portadora. Luego, el audio se extrae de la onda portadora rectificada utilizando un filtro simple y se introduce en un amplificador o transductor de audio , que genera ondas sonoras a través de un altavoz de audio .
En la tecnología de microondas y ondas milimétricas, a partir de la década de 1930, los investigadores mejoraron y miniaturizaron el detector de cristal. Los diodos de contacto puntual ( diodos de cristal ) y los diodos Schottky se utilizan en detectores de radar, microondas y ondas milimétricas. [29]
Los rectificadores están construidos a partir de diodos, donde se utilizan para convertir la electricidad de corriente alterna (CA) en corriente continua (CC). Los alternadores automotrices son un ejemplo común, donde el diodo, que rectifica la CA en CC, proporciona un mejor rendimiento que el conmutador o, antes, la dinamo . De manera similar, los diodos también se utilizan en los multiplicadores de voltaje Cockcroft-Walton para convertir CA en voltajes CC más altos.
Dado que la mayoría de los circuitos electrónicos pueden dañarse cuando se invierte la polaridad de las entradas de su fuente de alimentación, a veces se utiliza un diodo en serie para proteger contra tales situaciones. Este concepto se conoce por múltiples variaciones de nombres que significan lo mismo: protección contra voltaje inverso, protección contra polaridad inversa y protección inversa de batería.
Los diodos se utilizan con frecuencia para alejar altos voltajes dañinos de dispositivos electrónicos sensibles. Por lo general, en circunstancias normales, tienen polarización inversa (no conductores). Cuando el voltaje aumenta por encima del rango normal, los diodos se polarizan directamente (conducen). Por ejemplo, los diodos se utilizan en circuitos de relé y controlador de motor ( motor paso a paso y puente H ) para desenergizar las bobinas rápidamente sin los dañinos picos de voltaje que de otro modo ocurrirían. (Un diodo utilizado en dicha aplicación se llama diodo de retorno ). Muchos circuitos integrados también incorporan diodos en los pines de conexión para evitar que voltajes externos dañen sus sensibles transistores . Se utilizan diodos especializados para proteger contra sobretensiones a mayor potencia (consulte Tipos de diodos más arriba).
La lógica de diodo-resistencia construye puertas lógicas Y y O. La integridad funcional se puede lograr agregando un dispositivo activo para proporcionar inversión (como se hace con la lógica de diodo-transistor ).
Además de la luz mencionada anteriormente, los diodos semiconductores son sensibles a radiaciones más energéticas . En electrónica , los rayos cósmicos y otras fuentes de radiación ionizante provocan pulsos de ruido y errores de bits únicos y múltiples. En ocasiones, los detectores de partículas aprovechan este efecto para detectar radiación. Una sola partícula de radiación, con miles o millones de electronvoltios de energía, genera muchos pares de portadores de carga, ya que su energía se deposita en el material semiconductor. Si la capa de agotamiento es lo suficientemente grande como para atrapar toda la lluvia o detener una partícula pesada, se puede realizar una medición bastante precisa de la energía de la partícula, simplemente midiendo la carga conducida y sin la complejidad de un espectrómetro magnético, etc. Los detectores de radiación necesitan una recolección de carga eficiente y uniforme y una corriente de fuga baja. A menudo se enfrían con nitrógeno líquido . Para partículas de mayor alcance (alrededor de un centímetro), necesitan una profundidad de agotamiento muy grande y un área grande. Para las partículas de corto alcance, necesitan que cualquier contacto o semiconductor no agotado en al menos una superficie sea muy delgado. Los voltajes de polarización inversa están cerca de la ruptura (alrededor de mil voltios por centímetro). El germanio y el silicio son materiales comunes. Algunos de estos detectores detectan la posición además de la energía. Tienen una vida finita, especialmente cuando detectan partículas pesadas, debido al daño por radiación. El silicio y el germanio son bastante diferentes en su capacidad para convertir los rayos gamma en lluvias de electrones.
Los detectores semiconductores para partículas de alta energía se utilizan en gran número. Debido a las fluctuaciones de la pérdida de energía, la medición precisa de la energía depositada es de menor utilidad.
Se puede utilizar un diodo como dispositivo de medición de temperatura , ya que la caída de voltaje directo a través del diodo depende de la temperatura, como en un sensor de temperatura de banda prohibida de silicio . A partir de la ecuación del diodo ideal de Shockley proporcionada anteriormente, podría parecer que el voltaje tiene un coeficiente de temperatura positivo (a una corriente constante), pero generalmente la variación del término de corriente de saturación inversa es más significativa que la variación en el término de voltaje térmico. Por lo tanto, la mayoría de los diodos tienen un coeficiente de temperatura negativo , típicamente −2 mV/°C para los diodos de silicio. El coeficiente de temperatura es aproximadamente constante para temperaturas superiores a unos 20 Kelvin . Se proporcionan algunos gráficos para la serie 1N400x, [52] y el sensor de temperatura criogénico CY7. [53]
Los diodos evitarán corrientes en direcciones no deseadas. Para suministrar energía a un circuito eléctrico durante un corte de energía, el circuito puede extraer corriente de una batería . Una fuente de alimentación ininterrumpida puede utilizar diodos de esta manera para garantizar que la corriente solo se extraiga de la batería cuando sea necesario. Asimismo, las embarcaciones pequeñas suelen tener dos circuitos, cada uno con su propia batería/baterías: uno utilizado para arrancar el motor; uno usado para el servicio doméstico. Normalmente, ambos se cargan desde un solo alternador y se usa un diodo de carga dividida de alta resistencia para evitar que la batería de carga más alta (generalmente la batería del motor) se descargue a través de la batería de carga más baja cuando el alternador no está funcionando.
Los diodos también se utilizan en teclados musicales electrónicos . Para reducir la cantidad de cableado necesario en los teclados musicales electrónicos, estos instrumentos suelen utilizar circuitos matriciales de teclado . El controlador del teclado escanea las filas y columnas para determinar qué nota ha presionado el intérprete. El problema con los circuitos matriciales es que, cuando se presionan varias notas a la vez, la corriente puede fluir hacia atrás a través del circuito y activar " teclas fantasmas " que hacen que se reproduzcan notas "fantasmas". Para evitar activar notas no deseadas, la mayoría de los circuitos matriciales de teclado tienen diodos soldados con el interruptor debajo de cada tecla del teclado musical . El mismo principio se utiliza también para la matriz de interruptores en máquinas de pinball de estado sólido .
Los diodos se pueden utilizar para limitar la excursión positiva o negativa de una señal a un voltaje prescrito.
Un circuito de abrazadera de diodo puede tomar una señal periódica de corriente alterna que oscila entre valores positivos y negativos y desplazarla verticalmente de manera que los picos positivos o negativos ocurran a un nivel prescrito. El fijador no restringe la excursión de pico a pico de la señal, mueve toda la señal hacia arriba o hacia abajo para colocar los picos en el nivel de referencia.
La relación exponencial corriente-voltaje del diodo se aprovecha para evaluar la exponenciación y su función inversa, el logaritmo , utilizando señales de voltaje analógicas (consulte Aplicaciones de amplificador operacional §§ Salida exponencial y Salida logarítmica ).
Los diodos generalmente se denominan D para diodo en PCB . A veces se utiliza la abreviatura CR de rectificador de cristal . [54]
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