¿Un diodo actúa como un condensador cuando se polariza inversamente?

Se crea un diodo cuando el material dopado con P y el material dopado con N se colocan uno al lado del otro. El material dopado con P tiene un exceso de agujeros para los electrones y el material dopado con N tiene un exceso de electrones. Los electrones solo pueden ir donde hay un agujero, razón por la cual el silicio debe ser dopado para conducir cualquier cosa: en una red de silicio, los electrones están todos unidos en enlaces.

Cuando el diodo está polarizado hacia adelante, todos los electrones pueden encontrar un agujero para moverse y la corriente puede fluir. Tenga en cuenta que los electrones fluyen desde el terminal negativo al terminal positivo de la batería, que es exactamente opuesto al flujo de corriente. En un circuito simple de diodo / batería donde el lado positivo de la batería está conectado al lado P del diodo, los electrones ingresan primero al lado N, saltan al lado P porque hay espacio para ellos y luego ingresan al terminal positivo de la batería.

Si voltea la batería, los electrones se encuentran con agujeros en el lado P, que llenarán, luego se encuentran con los electrones en el otro lado del espacio. No hay espacio para que vayan, por lo que no fluye corriente y la carga se acumula en los lados opuestos de la unión como un condensador de placa paralela en miniatura.

La derivación para un valor de capacitancia real es larga, así que la vincularé aquí. Desea la ecuación 3.3.24.

Sí, los diodos pueden actuar como condensadores y para este propósito se utiliza un tipo especial de diodo llamado diodo varactor, que proporciona polarización inversa para su funcionamiento.

Para más detalles sobre el diodo varactor, puede consultar:

Principio de funcionamiento y características del circuito de diodo varactor

Usted solicitó la diferencia entre un interruptor abierto y un diodo polarizado en reversa. Permítanme responder primero por el diodo polarizado inverso;

La polarización inversa significa conectar el terminal positivo de la batería al cátodo (terminal negativo) y el terminal negativo de la batería al ánodo (terminal positivo) del diodo. El cátodo o terminal negativo se puede encontrar en el lado donde prácticamente se dibuja un anillo de plata en un diodo.

Al llegar a un interruptor abierto, es una aplicación de diodo, que en realidad aparece cuando el diodo no permite el flujo de una gran corriente a través de él. Esta condición en la que la corriente grande no puede fluir a través del diodo se debe a una polarización inversa, debido a que el ancho de la región de agotamiento aumenta y flujos de corriente muy pequeños debido a los portadores minoritarios.

Básicamente, la polarización inversa es un método de polarización y el interruptor abierto es una aplicación de diodo que tenemos debido a la polarización inversa.

Para más detalles, visite:

Polarización de diodos

Si.

Un condensador es un dispositivo que almacena energía eléctrica en forma de campo eléctrico. Las cargas eléctricas en un condensador se almacenan en el material dieléctrico entre dos placas paralelas. Un dieléctrico es un aislante (tiene alta resistencia).

Cuando un diodo tiene polarización inversa, el tipo p y el tipo n tienen baja resistencia, por lo tanto, actúan como placas de un condensador. La región de agotamiento que está en el medio tiene una alta resistencia (recuerde que el diodo tiene polarización inversa), por lo que actúa como dieléctrico. Entonces obtienes un condensador de placa paralela. En la región de agotamiento, los portadores de carga son inmóviles pero ejercen un campo eléctrico. Entonces la energía eléctrica se almacena … Esta capacitancia de diodo con polarización inversa se llama capacitancia de transición.

Este es el condensador eqn.

C = € A / d

d = Ancho de la región de agotamiento.

Como el ancho de la región de agotamiento aumenta con el aumento del potencial de polarización inversa, la capacitancia resultante disminuirá.

En condiciones de polarización directa, los portadores de carga se mueven en los extremos de la unión (el potencial de barrera es pequeño). Por lo tanto, existe una pequeña capacitancia en condición de polarización directa llamada capacitancia de difusión. Pero la capacitancia de difusión es pequeña (insignificante) en comparación con la capacitancia de transición.

Sí, algunos diodos están fabricados especialmente para convertirse en condensadores variables controlados con voltaje inverso para fines de ajuste, la distancia entre puntos de carga opuestos en ambos lados de la unión varía con el voltaje inverso.

No todos los diodos se comportan de esta manera. Los que se comportan de esta manera se conocen como diodos varactores. Dependiendo de la polarización, su acción capacitiva varía. También hay transistores de efecto de campo que se comportan como condensadores. Esos se conocen como varicaps ( vari = variable; cap = condensador) . Estos funcionan como condensadores semiconductores de estado sólido cuando se cambia su puerta para drenar el voltaje. Estos se utilizan en lugar de condensadores mecánicamente variables para ahorrar peso.

Sí porque …

1) Ampliación de la región de agotamiento. Debido al movimiento de electrones y agujeros lejos de la unión, aumenta el ancho de la región de agotamiento. Esto sucede debido a la creación de más cantidad de iones inmóviles positivos y negativos.

2) Aumento del potencial de barrera debido a la mayor cantidad de iones presentes en lados opuestos de la unión, el potencial de barrera o potencial de unión aumentará.

Si por su puesto. Puede probar esto fácilmente construyendo un oscilador de RF Hartley / Colpitt que funcione a, digamos, 300KHz – 450KHz. A continuación, coloque un diodo rectificador con polarización inversa (diodo en serie con una fuente de alimentación variable) en paralelo al circuito del tanque. Varíe el voltaje. Puede ver una variación en la frecuencia o / p del oscilador que prueba su punto.

Sí, el diodo puede actuar como condensador cuando se polariza inversamente. Busque “Diodo Varactor” en Internet y vea los detalles.