En este tutorial, aprenderá sobre un diodo especial llamado diodo de señal. Se utiliza en la conformación de ondas, sujeción, circuitos de protección, y la aplicación principal de los diodos de señal es Diodos flyback o diodos de rueda libre. Veremos el 1N4148, un diodo de señal de conmutación de silicio muy utilizado, sus características VI y algunas especificaciones importantes.
Tabla de contenido
Introducción
Los diodos se utilizan a menudo como rectificadores simples, mezcladores para sintetizar señales e interruptores para abrir o cerrar circuitos. Los diodos en el mezclador se utilizan para detectar la señal, y estos diodos se conocen comúnmente como diodos de señal. Una aplicación simple y tradicional de un diodo de señal es que actúa como un interruptor de diodo básico.
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Un diodo de señal puede ser un dispositivo semiconductor no lineal recientemente disponible que forma un pequeño elemento de un circuito eléctrico y electrónico hecho de cristales semiconductores.
Los diodos de señal son ampliamente aceptados porque se encuentran con frecuencia en circuitos electrónicos como televisores, radios y otros circuitos lógicos digitales, y están diseñados para permitir que la corriente de alta frecuencia fluya en una sola dirección pero impulse poca o ninguna energía.
Los diodos de señal de unión PN generalmente se fabrican en una carcasa de vidrio o plástico y, por lo general, tienen una banda negra o roja en el extremo negativo del terminal.
Los diodos de señal tienen la ventaja de tiempos de recuperación rápidos y tienen una amplia variedad de aplicaciones en el procesamiento de señales. Los diodos de señal se pueden utilizar para la función de camuflaje de los dispositivos digitales y desempeñan un papel en la prevención de daños al microcontrolador mediante la señalización inversa. Los diodos de señal se utilizan en aplicaciones de conmutación y recorte donde las formas de onda pulsadas a corto plazo suelen recortarse.
Los diodos de señal admiten capacidades de corriente de hasta 100 miliamperios y se sabe que procesan la información que se encuentra en las señales eléctricas enviadas por los transmisores eléctricos. Los diodos de germanio tienen una caída de voltaje directo de aproximadamente 0,2 voltios y se utilizan para detectar circuitos en radios.
Los diodos de germanio, los diodos de señal se usan comúnmente en circuitos electrónicos que no requieren la precisión de los semiconductores de silicio porque tienen bajos valores de resistencia y son vulnerables al calor.
Tipos de diodos de señal
La siguiente es una lista de diodos de señal de uso frecuente.
- Nº AN: 1N4973
- Nº AN: 1N4148
- 1N34A (diodo de germanio)
- Nº AN: 1N4454
Los diodos de señal en miniatura tienen una potencia y una corriente nominales más bajas, de aproximadamente 500 mW y 150 mA, en comparación con los diodos rectificadores tradicionales. Las características de los diodos de señal son completamente diferentes para las señales de germanio y los diodos de señal de silicio. Se dan de la siguiente manera:
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Diodos de señal de germanio – Estos diodos tienen un valor de resistencia de polarización inversa muy bajo, lo que resulta en una baja caída de voltaje directo (generalmente alrededor de 0.2V-0.3V) en la unión PN, pero un alto valor de resistencia de polarización directa atribuible a un área pequeña de unión PN.
Diodos de señal de silicio – Estos diodos tienen un valor de resistencia de polarización inversa muy alto que conduce a una tensión directa de aproximadamente 0,6 – 0,7 V en la unión PN. El valor de resistencia de polarización directa es moderadamente bajo, lo que da como resultado valores más altos de corriente directa y voltaje de polarización inversa.
Características V-I de los diodos de señal
Si los terminales positivo y negativo de la fuente de alimentación externa están conectados a cada terminal de la unión PN, se dice que el diodo de señal está en polarización directa. En la polarización directa, el voltaje suministrado al diodo produce una corriente directa, denotada por un IF.
El valor de la corriente directa es directamente proporcional a la tensión externa aplicada e inversamente proporcional a la resistencia incorporada del diodo. La fuerza electrostática que evita que los electrones y los huecos se alejen de la unión bajo la influencia de iones cargados en la capa de privación se denomina voltaje de barrera.
El valor típico del voltaje de barrera en la unión pn de los diodos de germanio es de 0,2 V ~ 0,3 V, mientras que para los diodos de silicio es de 0,6 V ~ 0,7 V.
Cuando el terminal positivo de la fuente de alimentación está conectado al negativo del diodo de señal y el terminal negativo está conectado al positivo del diodo, se dice que el diodo de señal es polarización inversa. En la polarización inversa, cuando se aplica un voltaje externo a un diodo, una pequeña cantidad de corriente, conocida como corriente de fuga, está presente porque el portador de carga minoritaria se aleja a través de la capa de escape.
Esta corriente de fuga también se conoce como corriente de saturación inversa, que es independiente del voltaje externo aplicado, pero depende de la temperatura del dispositivo.
Si el voltaje de polarización inversa aplicado es muy alto, los portadores de carga minoritarios chocan y dividen los enlaces covalentes, adquiriendo suficiente energía para producir un número significativo de pares electrón-hueco.
El fenómeno de la generación de pares electrón-hueco se denomina fallo. El voltaje de retroceso máximo aplicado al diodo antes de la condición de ruptura se puede denominar voltaje inverso pico o voltaje inverso máximo.
En la polarización directa, el diodo de señal actúa como un interruptor cerrado, por lo que se cortocircuita para impulsar la corriente en una sola dirección (desde el terminal positivo al terminal negativo). En polarización inversa, el diodo de silicio actúa como un interruptor abierto, por lo que está en circuito abierto para cortar la corriente que fluye hacia el diodo.
Los diodos de señal de silicio actúan como rectificadores, circuitos de conmutación, circuitos limitadores y circuitos de recorte para recortar formas de onda a corto plazo.
Características del diodo de señal
Los detalles de los parámetros para las características y especificaciones del diodo de señal son los siguientes.
Voltaje inverso máximo (PIV)
El parámetro de voltaje inverso pico se define como la cantidad máxima de voltaje que se puede aplicar a un diodo en la dirección inversa. Este voltaje máximo no debe excederse, ya que puede causar fallas en el dispositivo si es mayor que este voltaje máximo. También conocido como voltaje inverso máximo, es menor que la condición de rendimiento de avalancha del diodo en la característica de polarización inversa.
Los valores típicos de voltaje inverso máximo pueden variar desde unos pocos voltios hasta miles de voltios. Con respecto a la amplitud, el voltaje inverso pico en un circuito rectificador se denomina valor negativo máximo de la onda sinusoidal rodeada por el flujo negativo del ciclo.
Pérdida de potencia (PD)
La pérdida total de potencia se define como la cantidad máxima de energía perdida de un diodo de señal de unión PN mientras se conduce la corriente. El exceso de potencia se disipa en forma de calor. La resistencia directa de un diodo señal es una característica dinámica y es muy pequeña y, a veces, variada.
La potencia total consumida en esta condición se mide multiplicando el voltaje aplicado al diodo por la corriente directa que fluye a través del diodo de señal.
Corriente directa (IF)
El parámetro de clasificación de corriente directa de un diodo de señal se define como la cantidad máxima de corriente de ánodo que el diodo de señal puede manejar fácilmente sin dañar el dispositivo. Si la corriente excede el valor nominal de corriente directa, El diodo de señal puede dañarse en la unión debido a una sobrecarga térmica.
Temperatura de trabajo (T)
El parámetro de temperatura máxima de funcionamiento del diodo de señal se relaciona más a menudo con la pérdida de potencia total y también está relacionado con la temperatura de la unión PN. Se define como la temperatura máxima del dispositivo que alcanza su máxima corriente directa.
Exceder este valor de temperatura puede dañar el dispositivo y hacer que falle. El diodo de señal de unión PN debe mantenerse a una temperatura que alcance su corriente directa máxima antes de degradarse.
Especificación del diodo de señal 1N4148
Aquí hay algunas especificaciones del diodo de señal 1N4148. Son los siguientes:Todos.
- Voltaje inverso máximo repetitivo = 100 V
- Corriente directa de conmutación promedio = 200 mA
- Corriente directa máxima de CC = 300 mA
- Caída máxima de tensión directa = 1,0 V a 1 mA.
- Corriente de sobretensión directa máxima no repetitiva = 1,0 A (ancho de pulso = 1 segundo)
- Disipación de potencia total = 500 mW
- Tiempo de recuperación inverso< 4ns
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