Hoy en día las mismas funciones de rectificación y
detección de corrientes alternas, así como muchas otras funciones
más, se realizan empleando diodos semiconductores de estado sólido,
fabricados en su mayoría a partir del cristal de silicio (Si).
Estos semiconductores de uso tan común en la actualidad, poseen la
ventaja sobre las antiguas válvulas termoiónicas de tener un tamaño
muchísimo más pequeño, poseer muy poco peso, no requerir del
calentamiento del cátodo para que se efectúe la emisión electrónica
y tener un costo de fabricación y precio de venta al usuario muchísimo
más bajo.
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Arriba.- Símbolo gráfico general de
identificación de un semiconductor diodo. Abajo.- Aspecto
externo real de un diodo de silicio de estado sólido en el cual el
ánodo (positivo) sería el. extremo que se ha señalado con la letra
“A” y el cátodo (negativo) el extremo opuesto, señalado
con la letra “K”. Este extremo está siempre rodeado por
una franja color plata para identificar que corresponde al cátodo. |
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Las antiguas válvulas electrónicas recibieron esa denominación
debido a la similitud existente entre su funcionamiento y el de una
“válvulas de retención” o “antirretorno” empleada en
algunos circuitos hidráulicos. Una válvula antirretorno evita en
todo momento que el líquido que circula por el circuito de la tubería
en el sentido que indica la flecha estampada en su propio cuerpo
pueda retornar y atravesar la válvula en sentido contrario.
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En una válvula de retención o antirretorno, el líquido
(A) la atravesará siempre que circule en el mismo sentido
que indica la flecha estampada en su cuerpo. Si
posteriormente el propio líquido tratara de circular en sentido inverso
como en (B), el mecanismo interno de la válvula se bloquea y
lo impide.
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En el caso de las antiguas válvulas electrónicas de vacío ocurría
algo similar a lo que ocurre con un fluido que atraviesa una
válvula de retención. Como es conocido, el flujo de corriente
electrónica se establece siempre en un solo sentido, o sea, del cátodo
(negativo) al ánodo (positivo) una vez que el cátodo se ha
calentado y nunca en sentido contrario, obedeciendo al principio físico
del sentido real de circulación de la corriente eléctrica.
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Esquema de una antigua válvula termoiónica de vacío,
cuyos dos. electrodos (cátodo y ánodo) se encuentran encerrados al
vacío. dentro de un bulbo de cristal (aunque en algunos tipos de válvulas.
ambos elementos se pueden encontrar ubicados también dentro de. un
cuerpo metálico). En las válvulas termoiónicas de vacío el flujo.
de. corriente electrónica se establece siempre del cátodo al ánodo.
después que el cátodo se ha calentado por medio de un pequeño.
filamento de caldeo similar al empleado en las lámparas. incandescentes..
Algunos tipos de válvulas de vacío carecen de. cátodo metálico y
es. su propio filamento (F) quien realiza también. esa función al.
calentarse.. En ese caso la
válvula se denomina. “de calentamiento.
directo” y la emisión electrónica comienza. mucho más rápido,.
prácticamente en cuanto se enciende el. filamento.
Si, por el.
contrario, el cátodo es metálico y lo.debe.
calentar el
filamento para que comience la emisión de electrones,.
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la válvula
se denomina “de. calentamiento indirecto” y. demora mucho más en
establecerse el flujo. electrónico en su interior. Aunque.los
semiconductores de. estado sólido han sustituido prácticamente a.
las válvulas termoiónicas en la. mayoría de los equipos. electrónicos,
todavía se prefiere el uso de éstas. en equipos amplificadores de.
sonido de alta fidelidad y. gran potencia de salida, por ser menos.
propensas a producir distorsiones acústicas.
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Es necesario aclarar que por un error histórico todavía en
algunos textos de electricidad teórica se expone que la corriente
eléctrica fluye del polo positivo al polo negativo de la fuente de
suministro de energía eléctrica, identificándose como “sentido
convencional de circulación de la corriente”. Sin embargo, desde
hace años los físicos descubrieron que todos los cuerpos
existentes en la naturaleza están formados por moléculas y éstas,
a su vez, por átomos. Cada átomo, por su parte, se compone de un núcleo
y una o varias órbitas (según el elemento químico de que se
trate) donde gira una nube de electrones con carga negativa. A
partir de ese descubrimiento se estableció que el verdadero sentido
de circulación de la corriente eléctrica era del polo negativo al
polo positivo de la fuente de suministro de energía, lo que se
conoce hoy como “sentido real de circulación de la corriente eléctrica”.
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A.- Diodo polarizado de forma “directa”.
La corriente eléctrica comienza a circular a través del circuito
externo a partir del polo negativo de la batería, atraviesa el
diodo desde el cátodo hacia el ánodo y retorna a la batería por
su polo positivo. B.- Diodo polarizado de forma
“inversa”. Bajo esas condiciones de polarización, la corriente
que suministra la batería no puede circular. porque el ánodo impide
o bloquea prácticamente el paso de los electrones que tratan de
moverse, en ese caso, en dirección al cátodo.
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De igual forma que ocurría con las antiguas válvulas electrónicas,
los semiconductores diodos de estado sólido permiten el paso de la
corriente eléctrica únicamente del cátodo al ánodo, o sea, desde
la parte negativa “N” hacia la positiva “P” cuando se
encuentran polarizados de forma “directa” (ver ilustración). Teóricamente,
cuando un diodo semiconductor diodo de estado sólido se polariza en
sentido inverso, la corriente no debe circular. No obstante y
contradictoriamente, se produce siempre una pequeña fuga de
corriente desde el ánodo hacia el cátodo, que a fines prácticos
se considera despreciable. Sin embargo, esa propiedad se explota en
algunos tipos especiales de diodos de silicio fabricados en la
actualidad con el fin de realizar diferentes funciones que no son
posibles ejecutar empleando diodos de silicio convencionales.
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