¿Qué es Un Diodo Ideal?


Diodo




Un diodo ideal es un diodo que actúa como un conductor perfecto cuando el voltaje se aplica hacia adelante sesgado y como un aislante perfecto cuando el voltaje se aplica en polarización inversa.

Así que cuando el voltaje positivo se aplica a través del ánodo al cátodo, el diodo conduce la corriente delantera inmediatamente. Cuando se aplica voltaje a la inversa, el diodo no conduce ninguna corriente.

A continuación se muestra un gráfico de la curva de características I-V de un diodo ideal:


Curva de Características del Diodo Ideal

Curva de caracteristicas I-V de diodo ideal

Puede ver que cuando el diodo recibe el voltaje directo, conduce inmediatamente una cantidad infinita de corriente que puede suministrar a un circuito. Cuando el voltaje inverso se alimenta al diodo, no conduce ninguna corriente en absoluto, no importa cuán grande es este voltaje inverso.

Éstos, otra vez, son circunstancias ideales. Los diodos realmente no actúan así.

La curva de características I-V de un diodo convencional se vería como a continuación se muestra a continuación.


Curva de las Características de los Diodos Convencionales

Curva de las características del diodo

A continuación se muestra un gráfico que muestra las diferencias entre diodos ideales y diodos convencionales:

Características Diodo Ideal Diodo Convencional
Voltaje de Umbral Los diodos ideales no tienen un voltaje de umbral. Una vez que se aplica una tensión directa a través del diodo, conducirá la corriente instantáneamente a través de sus cruces. Los diodos convencionales tienen una tensión umbral. Éste es el voltaje que se debe suministrar al diodo para que conduzca cualquier avance considerable corriente. Para los diodos de silicio, el voltaje de umbral es aproximadamente 0,7V. Para diodos de germanio, es de aproximadamente 0.3V. Esta tensión es necesaria para que los electrones de la unión n puedan tener suficiente empuje para romper la barrera entre ellos y cruzar en la unión p. Así es como la corriente fluye en un diodo. Cualquier voltaje por debajo del voltaje de umbral no será suficiente para empujar los electrones a través de una barrera a la siguiente. Usted puede ver esto marcado en la curva de características de diodo. Antes del punto de umbral, muy poca corriente fluye a través del diodo. Sin embargo, después de que el diodo recibe un voltaje por encima de este, produce flujo de corriente considerable.
Corriente directa Los diodos ideales tienen una corriente directa infinita cuando se aplica una tensión directa a través de sus terminales. Esto se debe a que en la condición ideal, la resistencia interna del diodo sería 0. El diodo no tendría ninguna resistencia interna en absoluto. Por lo tanto, habría una cantidad infinita de corriente conducida y suministrada a un circuito con un diodo ideal. Los diodos convencionales conducen una corriente grande cuando el voltaje directo sobre su voltaje de umbral se suministra al diodo, pero sigue siendo una cantidad finita de corriente. Los diodos convencionales, aunque pequeños, todavía tienen resistencia interna. Es imposible crear cualquier componente físico que no tenga alguna resistencia interna. La resistencia asegura que la corriente será finita en naturaleza y no puede ser infinita.
Voltaje de Ruptura Los diodos ideales no tienen un voltaje de ruptura. Esto se debe a que los diodos ideales tienen una resistencia infinita al voltaje invertido. No conducirá ninguna corriente en absoluto cuando el voltaje se aplique al revés, no importa cuán grande sea el voltaje. Los diodos convencionales tienen una tensión de ruptura. Este es el voltaje inverso que cuando se aplica al diodo hará que las uniones de diodos se rompan y conduzca una gran cantidad de corriente, aunque el voltaje se aplica con una polaridad incorrecta. Un diodo no debe conducir corriente cuando el voltaje se aplica de manera incorrecta. Sin embargo, después de cierto punto, llamado el punto de ruptura, dará paso y conducta.
Corriente inversa (fuga) Dado que un diodo ideal no tiene un punto de ruptura; Nunca produce ninguna corriente inversa, llamada corriente de fuga. Es un aislador perfecto cuando se aplica voltaje en sentido inverso. Un diodo convencional conducirá alguna corriente de fuga aun cuando se aplique voltaje inverso, incluso cuando la tensión inversa no haya alcanzado el punto de ruptura. Después de alcanzar el voltaje de ruptura, conducirá una gran cantidad de corriente, llamada corriente de avalancha, a la inversa. Esto es porque un diodo convencional nunca puede ser un aislante perfecto y dará paso si se le suministra suficiente voltaje inverso.


Como se dijo anteriormente, un diodo ideal es imposible de producir. Los diodos tienen una barrera de unión que deben superar, por lo que necesitan un voltaje de umbral. Los diodos no pueden conducir una corriente infinita porque siempre tendrán alguna resistencia interna. Y los diodos no pueden ser aisladores perfectos cuando están invertidos, por lo que realizarán alguna corriente de fuga al revés.

El elemento real más cercano que un diodo ideal puede ser comparado o explicado en términos de es un simple interruptor SPST.

Cuando se polariza hacia delante, el diodo ideal actúa como un interruptor cerrado:

Representación de conmutador de diodo ideal con polarización directa

Cuando la polarización inversa, el diodo ideal actúa como un interruptor abierto.

Representación de conmutador de diodo ideal con polarización inversa

El diodo ideal, por lo tanto, es un dispositivo semiconductor que no es un interruptor, sino que funciona como un conmutador perfecto e inteligente que sabe cuándo apagar y encender basado en el voltaje aplicado a sus uniones.

Entonces, ¿por qué estudiar diodos ideales o componentes ideales, ya que no existen? La respuesta es que nos ayuda a aprender más sobre cómo funcionan los diodos si tenían condiciones perfectas. Por lo tanto, nos ayuda a comprender mejor las características de un diodo en el enfoque más simple. ¿Cómo actuaría un diodo si no tuviera ninguna resistencia interna? Por lo tanto, cuando sabemos añadir estos elementos, mejor entendemos la curva de diodo real. Así que de alguna manera, proporciona un excelente punto de partida para entender los diodos en su estado más simple (ideal). Entonces podemos pasar a las características reales de la vida real con una mejor comprensión.

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