Diodo rectificador

Que es el diodo rectificador?

Es un tipo de diodo que sirve para convertir una señal alterna a una señal continua, esto es posible hacerlo debido a su capacidad de dejar circular la corriente en un solo sentido. dependiendo del material en el que fue construido tendrá un voltaje de polarización más bajo, lo que se traduce en una respuesta mas rapida en frecuencia. entre los diodos rectificadores más comunes están

Diodo de silicio y germanio

Son dos tipos de diodos rectificadores que cumplen la misma función, la única diferencia es el material con el que están construido, el diodo se silicio es llamado también diodo de propósito general, debido a que se adapta a la mayoría de aplicaciones donde no se requiere niveles bajos de polarización, en cambio el diodo de germanio cuentan con una respuesta en frecuencia más rápida que el diodo de silicio pero no soportan tanta corriente como este.

El diodo de silicio

Se denominan de esta forma por estar hechos de silicio. El silicio es un elemento semiconductor de la tabla periódica que se encuentra en gran cantidad en el planeta, es por esto que los diodos de silicio son uno de los diodos más baratos.

El diodo de silicio se caracteriza por tener un alto voltaje de polarización entre los 0.6V y 0.8V y una corriente de reverso muy baja, además tienden a manejar un flujo de corriente en directa elevando, los que los hace ideales para circuitos de potencia.

Entre los más comunes tenemos la serie más conocida en el mundo; los diodos 1N400X y los 1N540X estos agrupan en:

El diodo 1N4001,1N4002, 1N4002, 1N4003, 1N4003, 1N4004, 1N4005, 1N4006, 1N4007

Los diodos de esta serie manejan una corriente en directo de 1A y un voltaje de polarización que va desde 0.7V a 0.9V. Se diferencian por el voltaje que soportan cada uno de ellos, ya que la corriente y el resto de propiedades siguen siendo la misma, lo puedes ver en la siguiente tabla.

El diodo 1N5400, 1N5400, 1N5401, 1N5402, 1N5403, 1N5404, 1N5405, 1N5406, 1N5407, 1N5408

Estos diodos a diferencia de la serie 1N400X pueden manejar una corriente máxima de 3A y también el voltaje de polarización llega hasta 1.2V, es por esto que se suelen usar solo aplicaciones donde se requiera más potencia. Lo puedes ver en la siguiente tabla.

El diodo de Germanio

Es un diodo hecho con germanio, el germanio al igual que es silicio es un mineral disponible en planeta, según wikipedia:

El germanio puro es un semiconductor con una apariencia similar al silicio elemental. Al igual que el silicio, el germanio reacciona naturalmente y forma complejos con el oxígeno en la naturaleza ¹.

Este tipo de diodo ofrece prestaciones un poco diferentes al diodo de silicio, principalmente por su bajo voltaje de polarización. El voltaje de polarización de un diodo de germanio es de alrededor de 0.3V debido a esto se usa en aplicaciones donde se requiere una respuesta rápida de polarización.

Como se puede ver en la imagen el diodo de germanio alcanza más rápido el nivel de conducción, sin embargo, a medida que aumenta la corriente el voltaje llega a ser incluso mayor que el voltaje del diodo de silicio, además de esto la corriente en reversa de un diodo de germanio es mucho más alta que el diodo de silicio. Es por esto que el diodo de germanio ya está prácticamente en desuso. El diodo de germanio a sido reemplazado en la mayoría de aplicaciones por el diodo Schottky, el cual ofrece una linealidad en el voltaje de polarización y corriente en reversa más baja.

Si realizamos una búsqueda en digikey, solo se pueden encontrar 16 resultados de los cuales 12 ya están obsoletos y los 4 restantes no están en stock, así que no veo la necesidad actualmente de usar este componente.

Que es un rectificador

En electrónica un rectificador es el proceso de llevar una señal alterna a una señal continua, este efecto se puede ver con mucha claridad en las fuentes de alimentación. De este concepto se desprenden dos metodologías:

Rectificador de media onda

La rectificación de media onda consiste en dejar pasar una parte de la señal y cancelar o anular la otra parte, se puede hacer en el ciclo positivo o en el ciclo negativo dependiendo de la dirección del diodo rectificador.

Si consideramos la polarización del diodo y la caída de voltaje en los terminales ánodo y cátodo, la representación en el tiempo se vería de la siguiente forma:

Como se observa el voltaje de salida presente en la resistencia (señal roja) es más bajo que la señal de entrada, esto de debe al voltaje en directa del diodo el cual se resta a la señal de entrada, en cuanto a la forma, el diodo no entra en conducción hasta superar el voltaje para la conducción que puede estar entre los 0.5V a 0.7V, de igual forma el diodo deja de conducir antes debido a que la señal de entrada es más baja que la señal de activación, lo puedes ver mejor en el siguiente video

En el siguiente video explico como se comporta un diodo rectificador en la realidad, las pruebas las hice con un diodo 1N4007, aplicando una señal de 1.5Vpp y una frecuencia de 60Hz

En la imagen mostrada se puede ver como solo la mitad de señal llega hasta la resistencia. Este circuito solo tiene utilidad cuando la señal de entrada es de frecuencia elevada y usando señales cuadradas, podemos ver rectificadores de este tipo en circuitos de salida de fuentes conmutadas de baja potencia.