¿Cómo se utilizan los diodos en nuestra vida cotidiana?

Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que conduce electricidad en una sola dirección, y solo cuando se aplica una cierta diferencia mínima de potencial, o voltaje, a sus dos terminales. Los primeros diodos se utilizaron para convertir CA en CC y para filtrar la señal en las radios. Desde entonces, los diodos se han vuelto omnipresentes, se utilizan para proteger la electrónica, iluminar nuestros hogares y enviar señales de control remoto.

Para comprender la base del uso de un diodo, es útil observar la estructura de un diodo estándar. El diodo p-n estándar tiene dos semiconductores que hacen contacto, formando una interfaz. Los semiconductores puros no conducen, por lo que se agregan impurezas metálicas. En un semiconductor del diodo p-n, el metal contaminante cede fácilmente un electrón; el otro también está dopado (impurificado) con un metal que acepta fácilmente un electrón. En la interfaz, los electrones se mueven de un lado a otro, haciendo que los átomos que los electrones dejaron cargados positivamente y los átomos receptores sean negativos. Esta desviación de la neutralidad ocurre solo en la interfaz. Crea un campo eléctrico de modo que los electrones que fluyen desde una corriente exterior van en su mayoría desde el lado que acepta electrones al lado que los dona.

Esta propiedad unidireccional se explotó por primera vez en las radios AM. La señal de radio oscila hacia adelante y hacia atrás, creando una corriente alterna en la antena. Antes de la amplificación, la señal debe hacerse unidireccional. Por lo tanto, el diodo de una radio deja pasar la mitad de la señal que mueve los electrones en una dirección, pero no en la otra mitad. En resumen, la CA se convierte en CC. Luego, los condensadores filtran la alta frecuencia, dejando solo la señal de audio, lista para la amplificación.

Si aplica un voltaje a través de un diodo, los electrones de la corriente eléctrica que se mueven alrededor del El circuito eléctrico emitirá una longitud de onda de luz específica cuando se adhiera a la impureza que acepta un electrón. Así es como los diodos emisores de luz (LED) producen luz. Los electrones luego se mueven a través de la interfaz del semiconductor debido al campo eléctrico en el medio, cruzan el semiconductor que dona electrones, y continúe hasta el extremo posterior de la fuente de voltaje para completar el circuito.

Así como los diodos pueden producir luz, también pueden crear corriente cuando la reciben. Los dos tipos funcionan juntos en un dispositivo de control remoto, por ejemplo, para su televisor. Esto último es cómo funcionan los paneles fotovoltaicos. Dos diodos emiten luz desde su control remoto: uno emite luz visible para hacerle saber que se está enviando la señal; el otro emite una señal binaria en una longitud de onda invisible (de ahí la necesidad del fotodiodo visible). Los fotones golpean el semiconductor donante de electrones, liberando electrones y dándoles energía cinética. La energía cinética se puede trasladar en una sola dirección, ya que solo se permite una dirección de corriente eléctrica. Esta es la misma forma en que funcionan los paneles solares, traduciendo los fotones del sol en corriente eléctrica en una sola dirección.

Un diodo puede proteger los circuitos de las baterías insertadas incorrectamente. La polaridad será incorrecta, pero no dañará el circuito más allá del diodo, que solo permite el paso de una corriente débil. Los diodos también juegan un papel en los protectores de sobretensión. Los denominados diodos de "avalancha" conducen a un cable de tierra, pero no dejan pasar la corriente regular debido a su orientación unidireccional. A un voltaje lo suficientemente alto, un diodo dejará pasar el voltaje. Cuando el voltaje sobrepasa los niveles operativos, el diodo de avalancha se abre y deja salir el voltaje adicional a través del cable de tierra.