Diodos Explicados
Summary
TLDREste video ofrece una explicación detallada sobre los diodos, sus componentes y su funcionamiento. Se describe cómo los diodos permiten la corriente en una sola dirección, comparándolos con una válvula en una tubería. Se explican los conceptos de ánodo y cátodo, así como la polarización directa e inversa. El video también cubre el uso de diodos en la conversión de corriente alterna a continua y cómo proteger circuitos. Finalmente, se muestra cómo probar un diodo con un multímetro para verificar su funcionamiento y la caída de voltaje.
Takeaways
- 🌟 Un diodo es un componente electrónico que permite la corriente de fluir en una sola dirección.
- 🔌 El ánodo es el extremo rayado del diodo y el cátodo es el extremo sin raya, siendo cruciales para su conexión en un circuito.
- 💡 Los diodos pueden presentarse en diferentes formas, como diodos ceneros o LEDs, que son diodos emisores de luz.
- 🚫 La función del diodo es similar a una válvula de escape en una tubería, permitiendo el paso de agua solo en una dirección.
- 🔋 La polarización directa ocurre cuando el ánodo está conectado al positivo y el cátodo al negativo, permitiendo el flujo de corriente.
- 🔧 La polarización inversa ocurre al invertir la conexión, lo que hace que el diodo actúe como un aislante y bloquee el flujo de corriente.
- ⚛️ Los diodos funcionan gracias al flujo de electrones, que pueden moverse libremente en conductores y no en aislantes.
- 💎 El silicio dopado de tipo P o N se utiliza para crear las propiedades de un semiconductor, fundamentales para el funcionamiento del diodo.
- 🔗 La unión PN formada por dos semiconductores dopados de manera opuesta crea una barrera que regula el paso de electrones y agujeros.
- 📊 El diagrama de características de corriente y voltaje (IV) de un diodo muestra su comportamiento como conductor o aislante en función de la diferencia de voltaje.
- 🛠️ Los diodos son útiles para proteger circuitos y realizar conversiones de corriente alterna (CA) a corriente continua (CC) mediante rectificación.
Q & A
¿Qué es un diodo y cómo se identifica físicamente?
-Un diodo es un componente electrónico que permite la corriente fluir en una sola dirección. Físicamente, suele tener un cuerpo cilíndrico negro con una línea en un extremo y terminales para conectarlo en un circuito. El extremo con la línea se conoce como ánodo y el otro extremo es el cátodo.
¿Cómo funciona un diodo para controlar la dirección de la corriente?
-Un diodo funciona de manera similar a una válvula de escape en una tubería de agua. Permite que la corriente fluya solo en una dirección, bloqueando cualquier flujo en sentido contrario, asegurando así que los electrones solo pueden moverse de lo negativo a lo positivo.
¿Qué es la polarización directa y cómo se relaciona con el diodo?
-La polarización directa es cuando el ánodo del diodo (terminal rayado) está conectado al lado negativo y el cátodo (terminal plano) al lado positivo del circuito. En esta configuración, el diodo permite que la corriente fluya.
¿Qué sucede cuando un diodo está en polarización inversa?
-En polarización inversa, el ánodo está conectado al lado positivo y el cátodo al negativo, lo que hace que el diodo actúe como un aislante y no permita el flujo de corriente.
¿Cómo se forman los semiconductores y cómo se relacionan con los diodos?
-Los semiconductores, como el silicio, tienen una banda de conducción cercana a la capa de valencia, lo que permite a los electrones moverse con la adición de energía externa. Los diodos son formados combinando semiconductores dopados de tipo p (con agujeros) y tipo n (con electrones extra), creando una unión PN que controla el flujo de corriente.
¿Cuál es la función de la región de agotamiento en un diodo?
-La región de agotamiento es la zona donde se encuentran los electrones sobrantes del lado tipo n y los agujeros del lado tipo p. Esta zona crea una barrera que impide que más electrones crucen, formando un campo eléctrico que ayuda a controlar el flujo de corriente.
¿Por qué es importante el voltaje de activación en un diodo?
-El voltaje de activación, típicamente de 0.7 voltios, es la cantidad mínima de voltaje necesaria para que un diodo comience a permitir el flujo de corriente en polarización directa. Si el voltaje es menor, el diodo no se activará.
¿Cómo se utiliza un diodo para convertir corriente alterna (CA) en corriente continua (CC)?
-Un diodo permite el paso de la mitad positiva de una onda sinusoidal de corriente alterna, bloqueando la mitad negativa. Con un rectificador de onda completa formado por 4 diodos, se permite el paso de ambas mitades de la onda, pero invertida la negativa para que todas sean positivas, creando una corriente continua.
¿Cómo se puede medir la caída de voltaje en un diodo utilizando un multímetro?
-Para medir la caída de voltaje en un diodo, se coloca el multímetro en la función de voltaje CC y se conectan los terminales al diodo, con la punta negra en el ánodo y la punta roja en el cátodo. La lectura obtenida es la caída de voltaje del diodo.
¿Qué indica si al probar un diodo con un multímetro se obtiene una lectura en ambas configuraciones de polaridad?
-Si al probar un diodo con un multímetro se obtiene una lectura en ambas configuraciones de polaridad, esto indica que el diodo es defectuoso y no debería ser utilizado, ya que no está bloqueando la corriente en la polarización inversa.
¿Cómo se pueden usar los diodos para proteger circuitos en caso de conexión al revés de la fuente de alimentación?
-Los diodos pueden bloquear la corriente en dirección opuesta a la correcta, lo que protege los componentes del circuito si la fuente de alimentación se conecta al revés, evitando así daños por corriente inversa.
Outlines
🔌 Funcionamiento y Aplicación de los Diodos
El primer párrafo introduce los diodos, componentes electrónicos esenciales que permiten el flujo de corriente en una sola dirección. Se describe su apariencia, con un cuerpo cilíndrico y dos terminales, el ánodo y el cátodo. Los diodos también pueden ser de distintos tipos, como el diodo ceno y el LED. Se ilustra su funcionamiento comparándolo con una válvula en una tubería, permitiendo el paso de agua solo en una dirección. Además, se menciona la polarización directa e inversa y cómo esto afecta la conductividad del diodo. Finalmente, se toca el tema de la representación de los diodos en circuitos y su diagrama de características de corriente y voltaje, destacando la caída de voltaje que experimentan.
🔧 Cómo Funciona Internamente un Diodo
Este párrafo se adentra en el funcionamiento interno de los diodos, explicando el papel de los semiconductores como el silicio en su fabricación. Se describe el proceso de dopado para crear capas de silicio de tipo p (con materiales como el aluminio que dejan 'agujeros' de electrones) y tipo n (con materiales como el fósforo que añaden electrones extra). La unión de estas capas crea una barrera que impide el paso de electrones en una dirección, pero permite el flujo en la otra dirección cuando se supera un umbral de voltaje, generalmente de 0.7 voltios. También se discute cómo se representa a los diodos en diagramas y cómo se prueban para verificar su funcionamiento.
🔍 Pruebas de Diodos y su Uso en Circuitos
El tercer párrafo se centra en cómo probar y utilizar diodos en circuitos. Se detalla el proceso de medir la caída de voltaje en un diodo utilizando un multímetro, lo cual es crucial para confirmar su correcto funcionamiento. Se menciona el uso de diodos en la conversión de corriente alterna (CA) a corriente continua (CC), explicando el funcionamiento básico de un rectificador y cómo se puede mejorar la calidad de la corriente continua añadiendo diodos y capacitores para suavizar la ondulación. Además, se invita a los espectadores a seguir las redes sociales del canal para más contenido.
Mindmap
Keywords
💡Diodo
💡Ánodo
💡Cátodo
💡Polarización directa
💡Polarización inversa
💡Semiconductor
💡Dopado
💡Unión PN
💡Rectificador
💡Caída de voltaje
💡Multímetro
Highlights
Un diodo es un componente electrónico que permite la corriente fluir en una sola dirección.
El ánodo es el extremo rayado del diodo y el cátodo es el extremo opuesto.
Existen variantes de diodos como el diodo cenero y el LED, que es un diodo emisor de luz.
El funcionamiento de un diodo se asemeja a una válvula de escape en una tubería de agua.
La corriente convencional se entiende mejor yendo de positivo a negativo, aunque también se puede considerar el flujo de electrones.
La polarización directa permite que el diodo actúe como conductor, mientras que la polarización inversa lo hace actuar como aislante.
La electricidad es el flujo de electrones libres entre átomos, y los metales son conductores por tener electrones libres.
Los aislantes, como el plástico, tienen electrones muy apretados y no permiten el paso de electricidad.
Los semiconductores, como el silicio, pueden actuar como conductores o aislantes dependiendo de la energía aplicada.
El dopaje de silicio con impurezas cambia sus propiedades eléctricas, creando materiales de tipo p y tipo n.
La unión pn formada por la combinación de silicio dopado de tipo p y n crea una barrera que controla el flujo de electrones.
El diodo tiene una caída de voltaje típica de 0.7 voltios en polarización directa.
Los diodos se representan en diagramas con símbolos que indican dirección de corriente y polaridad.
El diagrama IV del diodo muestra las características de corriente y voltaje, y la caída de voltaje en funcionamiento.
Los diodos son usados para proteger circuitos y bloquear corrientes en caso de conexión inversa.
Los diodos también se utilizan para convertir corriente alterna (CA) en corriente continua (CC) a través de rectificación.
Un rectificador de onda completa, compuesto de 4 diodos, mejora la calidad de la CC al permitir el paso de ambas mitades de la onda sinusoidal.
Los condensadores pueden suavizar la ondulación en un circuito de corriente continua para simular una línea suave.
Para probar un diodo, se utiliza un multímetro, y se verifica la caída de voltaje y la polaridad correcta.
Transcripts
ah
hola chicos soy pool de mentalidad de
ingeniería puntocom en este vídeo vamos
a ver los diodos para entender el
funcionamiento básico así como por qué y
dónde los usamos qué es un diodo un
diodo se ve algo así y viene en
diferentes tamaños normalmente tienen un
cuerpo cilíndrico negro que tiene una
línea en un extremo así como algunos
terminales que salen para permitirnos
conectarlo en un circuito este extremo
se conoce como el ánodo y este extremo
es el cátodo y veremos lo que eso
significa más adelante también puedes
obtener otras variantes como un diodo
cenero e incluso un led que es un diodo
emisor de luz pero no vamos a verlas en
este vídeo un diodo permite que la
corriente fluya en una sola dirección en
un circuito si nos imaginamos una
tubería de agua con una válvula de
oscilación instalada a medida que el
agua fluye a través de la tubería
empujará para abrir la compuerta
oscilante y continuará fluyendo a través
de ella sin embargo si el agua cambia de
dirección el agua empujará la compuerta
para cerrarla y se impedirá que fluya
por lo tanto el agua solo puede fluir en
una dirección esto es muy similar a un
diodo los usamos para controlar la
dirección de la corriente en un circuito
ahora
he animado esto según el flujo de
electrones que es donde los electrones
fluyen de lo negativo a lo positiva sin
embargo en la ingeniería electrónica es
tradición utilizar el flujo convencional
que va de positivo a negativo
la corriente convencional es
probablemente más fácil de entender
puedes usar cualquiera de ellas no
importa realmente pero ten en cuenta los
dos y la que estamos usando así que si
conectamos un diodo en un simple
circuito led como éste vemos que el led
sólo se entenderá cuando el diodo esté
instalado correctamente permite que la
corriente fluya en una sola dirección
así que dependiendo de la forma en que
esté instalado puede actuar como un
conductor o un aislante el extremo
rayado está conectado al negativo y el
extremo negro está conectado al positivo
para que actúe como conductor esto
permite que la corriente fluya lo
llamamos polarización directa si giramos
el diodo actuará como un aislante y la
corriente no puede fluir a esto lo
llamamos polarización inversa cómo
funciona un diodo como sabrás la
electricidad es el flujo de electrones
libres entre los átomos
los cables de cobre porque el cobre
tiene muchos electrones libres lo que
facilita el paso de la electricidad
usamos plástico para aislar los cables
de cobre y mantenernos a salvo porque el
plástico es un aislante lo que significa
que sus electrones están muy apretados y
no pueden moverse entre los átomos si
miramos un modelo básico de un átomo de
un conductor de metal
tenemos el núcleo en el centro y este
está rodeado por un número de capas
orbitales que sostienen los electrones
cada capa contiene un número máximo de
electrones y un electrón debe tener una
cierta cantidad de energía para ser
aceptado en cada capa los electrones
situados más lejos del núcleo son los
que tienen más energía la capa más
externa se conoce como la capa de
valencia y un conductor tiene entre 1 y
3 electrones en esta capa los electrones
se mantienen en su lugar por el núcleo
pero hay otra capa conocida como la
banda de conducción si un electrón puede
alcanzarla entonces puede liberarse del
átomo y moverse a otra en un átomo de
metal como el cobre la banda de
conducción y la capa de valencia se
superponen por lo que es muy fácil para
el electro moverse con un aislante la
capa externa está llena hay muy poco o
ningún espacio para que un electrón
el núcleo tiene un fuerte agarre los
electrones y la banda de conducción está
lejos por lo que los electrones no
pueden alcanzarlo para escapar por lo
tanto la electricidad no puede fluir a
través de este material sin embargo hay
otro material conocido como
semiconductor el silicio es un ejemplo
de un semiconductor con este material
hay demasiados electrones en la cubierta
exterior para que sea un conductor por
lo que actúa como un aislante pero como
la banda de conducción está bastante
cerca si proporcionamos algo de energía
externa a algunos electrones ganarán
suficiente energía para hacer el salto
de la valencia a la banda de conducción
para liberarse por lo tanto este
material puede actuar como aislante o
como conductor el silicio puro casi no
tiene electrones libres así que lo que
hacen los ingenieros esto para agregar
impurezas al silicio con una pequeña
cantidad de otros materiales para
cambiar sus propiedades eléctricas a
esto lo llamamos dopaje de tipo p y tipo
n combinamos estos materiales tomados
para formar el diodo así que dentro del
diodo tenemos las dos terminales el
ánodo y el cátodo que se conectan a unas
placas delgadas entre estas placas hay
una capa de silicio dopado tipo p en el
lado del ánodo y una capa de silicio
dopado tipo n
el lado del cátodo todo ello está
encerrado en una resina para aislar y
proteger los materiales imaginemos que
el material no ha sido topado todavía
así que es solo silicio puro en su
interior cada átomo de silicio está
rodeado por otros cuatro átomos de
silicio cada átomo busca 8 electrones en
su capa de valencia pero los átomos de
silicio solo tienen 4 electrones en su
capa así que comparten discretamente un
electrón con su automóvil y no para
obtener los 8 que buscan esto se conoce
como unión covalente cuando añadimos un
material de tipo n como el fósforo
tomará la posición de algunos átomos de
silicio el átomo de fósforo tiene 5
electrones en su capa de valencia así
que como los átomos de silicio están
compartiendo electrones para obtener los
8 deseados no necesitan este extra por
lo que ahora hay un electrón extra en el
material y estos son por lo tanto libres
para moverse con el dopaje de tipo p
añadimos un material como el aluminio
este átomo tiene sólo 3 electrones en su
capa de valencia por lo que no puede
proporcionar a sus cuatro vecinos un
electrón para compartir así que uno de
ellos tendrá que prescindir de él por lo
tanto se ha creado un agujero donde un
electrón
instalarse y ocupar así que ahora
tenemos dos piezas de silicio dopadas
una con demasiados electrones y otra con
pocas los dos materiales se unen para
formar una unión pn en esta unión
tenemos lo que se conoce como una región
de agotamiento en esta región algunos de
los electrones sobrantes del lado tipo n
se moverán para ocupar los agujeros del
lado tipo p esta migración formará una
barrera con una acumulación de
electrones y agujeros en los lados
opuestos los electrones están cargados
negativamente y los agujeros se
consideran por lo tanto cargados
positivamente así la acumulación causa
una región ligeramente cargada negativa
y otra ligeramente cargada positiva esto
crea un campo eléctrico y evita que se
muevan más electrones la diferencia de
potencial a través de esta región es de
unos 07 voltios en los diodos típicos
cuando conectamos una fuente de voltaje
a través del diodo con el ánodo tipo p
conectado al positivo y el cátodo n
conectado al negativo esto creará una
polarización directa y permitirá que la
corriente fluya
la fuente de voltaje tiene que ser mayor
que la barrera de 07 voltios de lo
contrario los electrones no pueden hacer
el salto cuando invertimos la fuente de
alimentación de modo que el positivo
está conectado al cátodo tipo n y el
negativo está conectado a la noto tipo p
los agujeros se dirigen hacia el
negativo y los electrones se dirigen
hacia el positivo lo que hace que la
barrera se expanda y por lo tanto el
diodo actúa como un aislante para evitar
el flujo de corriente
los diodos se representan en los dibujos
de ingeniería con un símbolo como este
la raya en el cuerpo se indica con una
línea vertical y la flecha apunta en la
dirección de la corriente convencional
cuando miramos un diodo vemos estos
números y letras en el cuerpo éstos
identifican el diodo de modo que se
pueden encontrar los detalles técnicos
en línea el diodo tendrá un diagrama 15
que se parece a este este diagrama
representa las características de
corriente y voltaje de un diodo que se
grafican para formar una línea curva
este lado es como debe ser cuando actúa
como conductor y este lado es cuando
actúa como aislante se puede ver que el
diodo solo puede actuar como aislante
hasta una cierta diferencia de voltaje a
través de él si se excede entonces se
convertirá en un conductor y permitirá
que la corriente fluya esto destruirá el
diodo y probablemente su circuito por lo
que debe asegurarse de que el diodo que
tiene es adecuado para la aplicación
igualmente el diodo solo puede manejar
un cierto voltaje o corriente en la
polarización directa el valor es
diferente para cada uno
necesitarás buscar estos datos el diodo
requiere un cierto nivel de voltaje para
operar y permitir que la corriente fluya
polarización directa si aplicamos un
voltaje menor que este no se activará
para permitir que la corriente fluya
pero a medida que aumentemos más allá de
eso la cantidad de corriente que puede
fluir aumentará rápidamente los diodos
también proporcionarán una caída de
voltaje en el circuito por ejemplo
cuando agregó este diodo un simple
circuito de led montado en una placa
obtengo una lectura de caída de voltaje
de 0.71 porque los usamos como se ha
mencionado usamos diodos para controlar
la dirección del flujo de corriente en
un circuito eso es útil por ejemplo para
proteger nuestros circuitos y la fuente
de alimentación está conectada al revés
el diodo puede bloquear la corriente y
mantener nuestros componentes seguros
también podemos usarlos para convertir
la cea en cc como sabrás la cea o la
corriente alterna mueve los electrones
hacia adelante y hacia atrás creando una
onda sinusoidal con una mitad positiva y
la otra negativa pero la cc o la
corriente continua mueve los electrones
en una sola dirección lo que da una
línea recta en la región positiva si
conectamos el lado primario de un
transformador a una fuente de sea y
luego conectamos el lado secundario a un
solo diodo el diodo solo permitirá el
paso de la mitad de la
y bloqueara la corriente en la dirección
opuesta por lo tanto el lado secundario
del circuito experimenta sólo la mitad
positiva del ciclo por lo que ahora es
un circuito de cc muy rústico aunque la
corriente pulsa pero podemos mejorar
esta una manera de hacerlo es si
conectamos 4 diodos al lado secundario
creamos un rectificador de onda completa
los diodos controlan el paso de la
corriente alterna bloqueando la o
permitiendo la pasar como acabamos de
ver la mitad positiva de la onda
sinusoidal se deja pasar pero esta vez
también se deja pasar la mitad negativa
aunque está sea invertido para
convertirla también en una mitad
positiva esto nos dará un mejor
suministro de corriente continua porque
la pulsación se ha reducido enormemente
pero aún podemos mejorar esto más
simplemente añadimos algunos capacitores
para suavizar la ondulación y finalmente
obtener una línea suave para simular la
corriente continua ya hemos visto cómo
funcionan los condensadores en detalle
en nuestro vídeo anterior comprueban los
enlaces de abajo como probar un diodo
entonces tomamos nuestro diodo y el
multímetro conectamos la punta negra al
final del diodo con la raya
luego conectamos la punta roja
extremo opuesto cuando hagamos esto
deberíamos obtener una lectura en la
pantalla por ejemplo este de oto modelo
1 n 4000 1 da una lectura de 0 500 16
voltios este es el voltaje mínimo que se
necesita para activar el diodo y
permitir que la corriente fluya si ahora
invertimos los terminales conectados a
los diodos deberíamos ver o l en la
pantalla lo que significa fuera de los
límites eso nos está diciendo que no es
capaz de hacer una medición eso es algo
bueno porque mide que no puede completar
el circuito por lo que el diodo está
haciendo su trabajo si obtenemos una
lectura que conecta ambas
configuraciones entonces el componente
es defectuoso y no debería ser usado
para verificar la caída de voltaje de un
diodo en un circuito simplemente movemos
el multímetro a la función de voltaje cc
y luego colocamos la punta negra en el
extremo de la raya y la punta roja en el
extremo negro esto nos dará una lectura
por ejemplo de 0.71 voltios que es la
caída de voltaje bueno eso es todo por
este vídeo pero para continuar
aprendiendo porque no es uno de los
vídeos en pantalla nos vemos en la
próxima no olvides seguirnos en facebook
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