De Semiconductores a Diodos: Descubre Cómo la Ciencia Detrás de la Unión PN Transforma la Electrónica

Excelente, sigamos explorando el componente electrónico llamado "Diodo". Recuerda que su funcionamiento está relacionado con el mundo de los semiconductores.

Un diodo está formado por la unión de una capa de silicio dopado de tipo P y una capa de silicio dopado de tipo N. De esta unión surgen dos terminales: el ánodo y el cátodo. El terminal conectado a la capa tipo P es el ánodo, y el terminal conectado a la capa tipo N es el cátodo. A continuación, se muestra una imagen para ilustrar esto:

Después de unir los dos materiales semiconductores, estos se encapsulan con una capa negra de resina, la cual actúa como aislante y protector de los componentes internos. De esta manera se construye el dispositivo electrónico conocido como "Diodo".

Pero, ¿cómo funciona realmente este componente electrónico en su interior?

Es fácil de entender. Observa la siguiente explicación que te ofrece eovlog, diseñada para que comprendas de manera clara y sin complicaciones.

Como recordamos, hemos unido un semiconductor extrínseco de tipo P con uno de tipo N, formando lo que se conoce como la "Unión PN". El semiconductor de tipo P tiene huecos disponibles, mientras que el tipo N tiene electrones en exceso. Al juntarse, la unión se representa de la siguiente manera:

En la imagen se puede observar la llamada "Unión PN", donde se forma una barrera de color negro conocida como la "Región de agotamiento". Esta región se crea cuando los primeros electrones del tipo N son atraídos hacia los huecos del tipo P, llenándolos. En este proceso, algunos electrones del lado N migran hacia el lado P, dejando huecos en el lado N. Este intercambio genera una barrera natural: los electrones que migraron al lado P generan una carga negativa, mientras que los huecos en el lado N se cargan positivamente. Este fenómeno da lugar a un campo eléctrico, creando una barrera que impide el paso de más electrones a través de la unión. De hecho, este campo eléctrico genera una diferencia de potencial de aproximadamente 0.7V, lo cual es un dato interesante a tener en cuenta.

Ahora, si conectamos una fuente de alimentación (como una batería), esta debe ser mayor a 0.7V, ya que el semiconductor tiene esa diferencia de potencial. Necesitamos superar este voltaje para que los electrones puedan romper la barrera y permitir el flujo de corriente. Existen dos modos de funcionamiento principales:

1. Polarización directa: Si aún no entiendes en qué consiste este tipo de polarización, puedes hacer click aquí para profundizar. En la polarización directa, los electrones son atraídos por el terminal negativo de la batería, lo que les permite romper la barrera de agotamiento y generar el flujo de corriente a través del diodo.

2. Polarización inversa: Si no entiendes en qué consiste este tipo de polarización, puedes hacer click aquí para obtener más información. En polarización inversa, el tipo P, que tiene más huecos, intentará atraer los electrones del terminal positivo de la batería. Esto sucede porque, de acuerdo con la ley de las cargas (puedes aprender más sobre esta ley haciendo click aquí), las cargas opuestas se atraen. Sin embargo, los electrones del tipo N serán atraídos por el terminal negativo de la batería, lo que crea una gran barrera aislante. Esta barrera impide el flujo de corriente, por lo que, en polarización inversa, el diodo actúa como un aislante.

¡Excelente! Ahora que has aprendido la lógica interna del funcionamiento de un diodo, no te pierdas las próximas publicaciones de eovlog, donde seguirás adquiriendo más conocimiento en el apasionante mundo de la electrónica.