↦ Aula Electrónica / diodos
Electrónica · Clase interactiva

Un sentido.
Muchas
posibilidades.

Descubre cómo un pequeño componente controla la corriente, protege circuitos y transforma electricidad en luz.

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PARA SECUNDARIA TÉCNICA · APRENDE A TU RITMO
01 / ComprendeUnión PN y polarización
02 / Explora10 tipos de diodos
03 / ExperimentaModelos y cálculos interactivos
04 / CompruebaAplicaciones y desafíos
01 — El punto de partida

¿Qué es un diodo?

Un componente de dos terminales cuya conducción depende de la tensión aplicada y de su construcción.

La puerta de la corriente

Un diodo semiconductor conduce corriente con facilidad en un sentido y la limita fuertemente en el contrario, dentro de sus límites de funcionamiento. Sus terminales son el ánodo (A) y el cátodo (K).

Muchos diodos se fabrican uniendo una región de tipo P —con huecos como portadores mayoritarios— y una región de tipo N —con electrones como portadores mayoritarios—. No todos tienen unión PN: el Schottky utiliza una unión metal-semiconductor.

Ánodo
ACátodo
K

La barra del símbolo identifica el cátodo. En muchos encapsulados axiales, una banda marca ese terminal.

¿Qué ocurre en la unión PN?

Al unirse las regiones P y N, algunos electrones y huecos se recombinan cerca de la unión. Así aparece una zona de agotamiento, con pocos portadores móviles, y un campo eléctrico interno.

La polarización directa reduce la barrera y favorece el paso de corriente. La inversa ensancha la zona de agotamiento y dificulta la conducción.

Objetivo de la clase: reconocer cada diodo, explicar cómo funciona, seleccionar una aplicación y calcular una resistencia para proteger un LED.

La corriente convencional se representa de positivo a negativo. En un diodo en directa, circula de A hacia K; el movimiento de los electrones tiene sentido opuesto.

A → K

Polarización directa

El ánodo está a mayor potencial que el cátodo. La corriente aumenta de forma muy pronunciada con la tensión; por eso se necesita limitarla con el resto del circuito.

En un diodo de silicio se suele usar 0.7 V como aproximación de clase. La caída real depende de la corriente, la temperatura y el modelo: no es una tensión fija ni un interruptor perfecto.

K → A

Polarización inversa

El cátodo está a mayor potencial que el ánodo. Normalmente solo circula una pequeña corriente de fuga. Si se supera cierta tensión, ocurre la ruptura inversa.

En un Zener esta región se aprovecha con corriente limitada. En un diodo común, superar sus límites puede dañarlo. Los LED suelen tolerar poca tensión inversa.

Cuatro parámetros que debes aprender a leer
  • VF: caída de tensión en directa, especificada a una corriente y temperatura.
  • IF: corriente directa; distingue valor medio, máximo continuo y picos admitidos.
  • VRRM: tensión inversa de pico repetitiva admisible, usada habitualmente en rectificadores.
  • P y temperatura: la disipación produce calor; el encapsulado y la refrigeración limitan la potencia.

Otros parámetros importantes son la corriente de fuga, la capacitancia de unión y el tiempo de recuperación inversa. La hoja de datos del componente concreto siempre tiene la última palabra.

02 — Una familia, muchas funciones

Explora los tipos de diodo

Selecciona un componente para descubrir su definición, funcionamiento, identificación y uso en un circuito.

03 — Aprende experimentando

Laboratorio de diodos

Cambia las condiciones y observa los resultados. Son modelos didácticos simplificados, con sus supuestos a la vista.

¿Conduce o bloquea?

Fuente de 5 V y resistencia de 330 Ω en serie.

+5 V330 ΩA arriba · K abajo
13.0 mA

Modelo de caída constante. En inversa se aproxima I ≈ 0; se omiten fuga y ruptura. No apliques 5 V inversos a un LED real sin comprobar su hoja de datos.

Diseña la protección de un LED

La resistencia absorbe la tensión que no cae en el LED y limita su corriente.

RESISTENCIA E12 SUPERIOR

CORRIENTE RESULTANTE

Caídas ilustrativas: el verde varía mucho según su tecnología. Verifica Vᶠ, corriente y potencia reales. El brillo no aumenta de forma exactamente proporcional a la corriente.

De alterna a pulsante

Un rectificador deja pasar una sola polaridad. Explora una señal de entrada ideal normalizada:

Vt

Se omiten caídas de tensión y efectos de carga. La salida rectificada todavía tiene pulsaciones: un condensador ayuda a filtrarla y un regulador estabiliza la tensión.

¿Y cómo regula un Zener?

Se conecta en inversa, en paralelo con la carga, y se añade una resistencia en serie con la fuente. Cuando está en su zona de regulación, mantiene una tensión cercana a VZ.

IR = (Vin − VZ) / R
IZ = IR − Icarga

Ejemplo: con 12 V, Zener de 5.1 V y R = 470 Ω, IR ≈ 14.7 mA. Si la carga consume 5 mA, el Zener conduce unos 9.7 mA y disipa aproximadamente 49 mW.

Al aumentar la corriente de carga, queda menos corriente para el Zener. Si sale de su zona de regulación, la salida deja de mantenerse cerca de 5.1 V.

No conectes el Zener directamente a una fuente sin limitar corriente. Comprueba su corriente mínima de regulación y su potencia máxima.
04 — Elige con criterio

¿Qué diodo necesita tu circuito?

No se elige solo por la forma: importan la función, la corriente, la tensión, la velocidad y la temperatura.

TipoFunción principalDato que debes revisarAplicación típica
Los valores de caída de tensión son orientativos. Un rectificador, un diodo de señal y un Zener pueden parecerse físicamente, pero no son intercambiables sin analizar el circuito.
05 — Del concepto al taller

Observa. Razona. Comprueba.

Explica primero tu predicción y después revisa la respuesta. La electrónica también se aprende equivocándose… con la corriente limitada.

Guía de trabajo práctico

1. Identifica A y K con el multímetro

Desconecta la alimentación y descarga los condensadores. Selecciona la función prueba de diodos. En la mayoría de multímetros digitales, la punta roja es positiva en esta función; compruébalo en su manual.

  1. Ubica la banda del diodo axial: normalmente señala K.
  2. Coloca roja en A y negra en K. Un diodo de silicio suele indicar una caída aproximada de 0.5 a 0.8 V.
  3. Invierte las puntas: normalmente aparece OL o fuera de escala.
  4. Si mide muy bajo en ambos sentidos, puede estar en cortocircuito. OL en ambos puede indicar un circuito abierto, mal contacto o tensión de prueba insuficiente.

Los LED blancos o azules pueden no encender o mostrar OL con algunos multímetros. Otros componentes en paralelo alteran las mediciones: puede ser necesario levantar una terminal.

2. Enciende un LED de forma segura

Usa una fuente de 5 V con corriente limitada, una resistencia de 330 Ω y un LED rojo. Conecta: +5 V → resistencia → ánodo del LED; cátodo → negativo.

Calcula I ≈ (5 − 2) / 330 = 9.1 mA. Compara resistencias de 470 Ω y 1 kΩ: predice cómo cambia el brillo antes de probar. Apaga la fuente para modificar conexiones.

La pata larga suele ser el ánodo y el borde plano suele marcar el cátodo, pero no confíes solo en la longitud si las patas ya fueron cortadas.

3. Detecta una avería

Caso: un LED no enciende aunque la fuente funciona. ¿Qué comprobarías?

  1. Alimentación real y retorno al negativo.
  2. Polaridad del LED y posición en la protoboard.
  3. Valor de la resistencia y continuidad del circuito.
  4. Caída de tensión del LED y posible daño.

No elimines la resistencia para “ver si enciende”: el LED podría encender por última vez.

4. Elige el diodo correcto

Justifica una elección para cada caso:

  • Indicador de encendido: LED con resistencia.
  • Referencia de tensión sencilla: Zener polarizado en inversa.
  • Rectificación de baja frecuencia: rectificador dimensionado para la carga.
  • Salida de una fuente conmutada: Schottky o ultrarrápido, según tensión, pérdidas y diseño.
  • Detección de luz: fotodiodo con circuito de lectura.
  • Protección contra transitorios: TVS dimensionado para el pulso.

Trabajo en el aula: utiliza fuentes de baja tensión con corriente limitada. No conectes estas prácticas directamente a la red eléctrica. Un diodo de protección no reemplaza un fusible ni las medidas de seguridad del circuito.
06 — Aclara las dudas

Preguntas que vale la pena hacer

¿“Diodo de cristal” y “diodo de germanio” significan lo mismo?

No necesariamente. “De cristal” es un nombre histórico relacionado con detectores de cristal semiconductor, y en el taller también se usa para referirse a diodos con cápsula de vidrio. El material del encapsulado no identifica el semiconductor: un 1N4148 de vidrio es de silicio. Muchos detectores clásicos sí empleaban germanio.

¿Schottky y Shockley son el mismo diodo?

No. El Schottky tiene unión metal-semiconductor, baja caída directa y conmutación rápida. El diodo Shockley es un dispositivo PNPN de cuatro capas y dos terminales que puede enclavarse al alcanzar su condición de disparo; se relaciona con la familia de los tiristores. Si escuchas “shokin”, conviene confirmar cuál de los dos se está nombrando.

¿Todos los diodos emiten luz?

No de forma útil como un LED. Los LED se construyen con materiales y estructuras que favorecen la emisión de fotones al recombinarse electrones y huecos. El color depende de la energía de esos fotones y del material semiconductor. Un LED blanco común usa emisión azul y un material luminiscente para producir luz blanca.

¿Por qué colocar un diodo en una bobina de relé?

Al interrumpir la corriente en una bobina, aparece una tensión que intenta mantenerla circulando. En un relé de corriente continua, un diodo de rueda libre se coloca en paralelo con la bobina: cátodo al positivo y ánodo al lado conmutado. Durante el funcionamiento normal queda en inversa; al apagar, proporciona un camino a la corriente y reduce el pico sobre el transistor. Puede ralentizar la liberación del relé; existen otras protecciones cuando se necesita desconexión rápida.

¿Puedo comprobar la tensión Zener con el modo diodo?

En directa se comporta de modo parecido a un diodo de silicio. En inversa, el multímetro normalmente no dispone de tensión suficiente para alcanzar VZ. Para medirla necesitas una fuente adecuada, una resistencia limitadora y comprobar la corriente de prueba indicada en la hoja de datos.

Ideas clave: identifica A y K, distingue directa e inversa, limita la corriente y consulta los parámetros del componente. Saber por qué funciona vale más que memorizar “0.7 V”.
07 — Misión semiconductor

El taller de los seis niveles

Repara el laboratorio: identifica componentes, conecta circuitos y supera cálculos y averías cada vez más difíciles.

CAMPAÑA INTERACTIVA · 18 MISIONES

De aprendiz a especialista

0 / 1800 puntos

Cada misión vale 100 puntos. Un intento incorrecto resta 20 puntos de esa misión, hasta un mínimo de 40. Puedes reintentar sin límite y pedir pistas. Completa un nivel para desbloquear el siguiente.

by Ing. Pedro E. Morales P.