Diodos de alto voltaje

Diodos de alto voltaje

Los diodos de alto voltaje están diseñados para su uso en aplicaciones de alto voltaje. Hay muchos tipos de diodos de alto voltaje, generalmente basados ​​en su construcción.  

Tipos de diodos: 

Los diodos de unión PN están diseñados para aplicaciones de uso general. Un diodo Zener de alto voltaje es un tipo especial de diodo de unión PN que está diseñado para operar en polarización inversa (aplicando un voltaje más alto al material N que al material P). El diodo Zener actúa como un rectificador normal hasta que el voltaje aplicado alcanza un cierto valor (el voltaje Zener o voltaje de avalancha). En este punto, el diodo conduce produciendo una gran corriente.  

Diodos PIN

Los diodos PIN son diodos semiconductores de tres capas que consisten en una capa intrínseca que separa las capas P y N fuertemente dopadas. La carga almacenada en la capa intrínseca, junto con otros parámetros del diodo, determina la resistencia del diodo en las frecuencias de RF y microondas. Normalmente, esta resistencia varía de kiloohmios a menos de 1 ohmio para un diodo dado.

Los diodos PIN de alto voltaje se utilizan a menudo como interruptores o elementos atenuadores. Los diodos de RF están diseñados para manejar señales de frecuencia (RF) en dispositivos como amplificadores estéreo, transmisores de radio, monitores de televisión y otros dispositivos de radiofrecuencia o microondas.

Los diodos supresores de tensión transitoria (TVS) son semiconductores que limitan las sobretensiones. Los diodos limitadores de corriente (CLD) regulan la corriente en un amplio rango de voltaje. Los diodos Gunn son dispositivos de transferencia de electrones (TED) que exhiben una región de resistencia negativa. Los diodos de tiempo de tránsito de avalancha de ionización de impacto (IMPATT) son diodos de alto voltaje que operan a una frecuencia y potencia muy altas.

Diodos Schottky de alto voltaje

Los diodos de barrera Schottky se utilizan en aplicaciones de conmutación rápida y de alta frecuencia. En su forma más simple, consisten en una capa de metal que contacta con un elemento semiconductor. Esta unión metal / semiconductor exhibe un comportamiento rectificador (es decir, la corriente pasa a través de la estructura más fácilmente con una polaridad que con la otra).

Los diodos Schottky se utilizan principalmente en aplicaciones de conmutación rápida y de alta frecuencia. Debido a que operan solo con portadores mayoritarios, no hay corriente de fuga inversa como con otros tipos de diodos. 
Con los diodos Schottky, la región del metal está densamente poblada de electrones de banda de conducción. La región del semiconductor de tipo N está ligeramente dopada. Cuando están polarizados hacia adelante, los electrones de mayor energía en la región N se inyectan en la región del metal, donde ceden su exceso de energía muy rápidamente.

Dado que no hay portadores minoritarios (como con los diodos rectificadores convencionales), hay una respuesta muy rápida a un cambio de polarización. Por esta razón, los diodos Schottky se utilizan en aplicaciones de alta frecuencia y en muchos circuitos digitales para reducir los tiempos de conmutación. Los diodos Schottky también se conocen como diodos portadores calientes.

Diodos varactores de alto voltaje

Los diodos varactores son diodos de unión PN que actúan como condensadores controlados por voltaje cuando se operan con polarización inversa. Las uniones PN tienen capacitancia inherente. Cuando la unión tiene polarización inversa, el aumento del voltaje aplicado hace que la región de agotamiento se ensanche, aumentando así la distancia efectiva entre los dos"platos"del condensador y disminuyendo la capacitancia efectiva. Al ajustar el gradiente de dopaje y el ancho de la unión, se puede controlar el rango de capacitancia y la capacitancia de forma cambia con el voltaje inverso aplicado.

Un rango de capacitancia de cuatro a uno no es problemático. De hecho, un diodo varactor típico (a veces llamado"diodo varicap") puede variar desde 60 picofaradios (pf) con polarización cero hasta 15 pf a 20 voltios (V). La fabricación de precisión puede alcanzar un rango de capacitancia de hasta diez a uno. Normalmente, los diodos varactores se utilizan en sistemas de sintonización electrónicos para eliminar el uso y la necesidad de piezas móviles.