¿Qué es la caída de voltaje del diodo?

Un diodo es un dispositivo semiconductor común utilizado en muchos tipos diferentes de circuitos electrónicos. Cuando una señal eléctrica pasa a través de un diodo, el diodo consume una pequeña cantidad del voltaje de la señal en su funcionamiento. La diferencia entre el voltaje de la señal que ingresa al diodo y el voltaje de la señal que sale del diodo es la caída de voltaje del diodo. Aunque una caída de voltaje de diodo puede referirse a la caída de voltaje directa o inversa del diodo, típicamente describe la caída de voltaje directo.

La construcción de un diodo implica unir un ánodo y un cátodo, dos piezas de material con diferentes cargas eléctricas. El ánodo está cargado positivamente y el cátodo está cargado negativamente. En el punto donde estos dos materiales diferentes se encuentran, llamado la unión, las dos cargas opuestas diferentes se cancelan mutuamente. Esta área sin carga es la capa de agotamiento del diodo, que forma una capa aislante dentro del diodo entre el ánodo y el cátodo.

Cuando una señal eléctrica ingresa al cátodo de un diodo, la fuerza negativa adicional aumenta el ancho de la capa de agotamiento a medida que reacciona con el ánodo cargado positivamente. La capa de agotamiento más amplia bloqueará el paso de la señal a través del diodo y consumirá todo el voltaje en el proceso. Por ejemplo, si entran 5 voltios al diodo, la caída de voltaje del diodo también será de 5 voltios. Un diodo en este estado tiene polarización inversa, y la caída de voltaje es la caída de voltaje inversa del diodo.

Una señal eléctrica que ingresa al ánodo de un diodo crea un conjunto diferente de condiciones dentro del diodo. La señal cargada negativamente atravesará el ánodo, se encontrará con el cátodo y pasará a través del diodo, continuando con el resto del circuito. En el proceso, se pierde una cantidad relativamente pequeña de voltaje al superar la carga positiva del ánodo. Para un diodo de silicio típico, el voltaje perdido es de aproximadamente 0.7 voltios. Un diodo en este estado está polarizado hacia adelante, y la caída de voltaje es la caída de voltaje directo del diodo.

La diferencia entre los estados de avance y retroceso en un diodo les permite bloquear una señal en una dirección al dejar caer el 100% del voltaje, pero al pasar en la otra solo baja una pequeña cantidad. Como la mayoría de los diodos tienen una caída de voltaje inversa del 100%, la suposición es que el término "caída de voltaje de diodo" se refiere a la caída de voltaje directo; sin embargo, este no es siempre el caso.

Existen diodos especiales que no dejan caer el 100% del voltaje inverso, como los diodos varicap o varactor. En estos diodos, las cargas de los cátodos y los ánodos ni siquiera están a lo ancho. Como resultado, estos diodos pueden permitir que parte de la señal que ingresa al cátodo pase a través de los diodos aunque estén en un estado de polarización inversa. Cuando se describe la caída de voltaje en este tipo de diodos, es importante diferenciar entre las caídas de voltaje directas e inversas.