Para utilizar diodos de potencia en fuentes y otras aplicaciones, se necesita conocer sus especificaciones, cómo interpretarlas y cómo respetar sus límites. Para las especificaciones de los diodos se utilizan normalmente los símbolos, que los usuarios de diodos necesitan saber.
El conocimiento de esta simbología es especialmente importante cuando necesitamos interpretar hojas de datos (datasheets) de un componente determinado.
Le recordamos que todos los componentes tienen límites para su uso y estas especificaciones definen con precisión estos límites. Si se superan, el componente puede dañarse o aún no utilizarse.
En los símbolos normalmente se utilizan una letra mayúscula correspondiente a la unidad utilizada, por ejemplo, I para corriente, V para tensión, P para potencia, etc.
Especificaciones de tensión y corriente
Para diodos comunes normalmente dos especificaciones de tensión son suficientes para permitirnos evaluar su funcionamiento en un circuito. Son:
Vf = caída de tensión en la dirección directa – es la caída de tensión que se produce en un diodo cuando se conduce la corriente. Normalmente de 0,6 a 0,7 V en diodos de silicio
PIV = tensión pico inversa (tensión inversa máxima), que es el tensión máximo que se puede aplicar al diodo cuando se polariza en la dirección inversa.
Para la corriente, sólo tienes que conocer el valor de uno de ellos:
IF(AV) = Corriente promedio en la dirección directa y con esto sabemos cómo utilizar el diodo.
Sin embargo, consultando las hojas de datos, encontramos otras especificaciones de tensión que son igualmente importantes cuando pretendemos trabajar con estos componentes. Los principales son:
VRRM= Tensión inversa repetitiva máxima (Maximum Repetitive Reverse Voltage) – es la tensión máxima que el diodo puede soportar en la dirección opuesta en forma de pulsos repetidos.
VR o VDc = Tensión inversa continua máxima ( Maximum DC Reverse Voltage) que el diodo puede resistir cuando se polariza en reversa
VF = Tensión Máxima de avance (Maximum Forward Voltage) : es la tensión que aparece en un diodo cuando realiza una corriente determinada, especificada en el datasheet. En un diodo ideal, este tensión es nulo, pero a medida que estudiamos en los diodos comunes, siempre hay una caída de tensión en la conducción que es usualmente Adoptar como un valor típico en los diodos de silicio de 0,7 V. en un cálculo más exacto, sin embargo, depende de la corriente.
IF(AV) = Corriente máxima (promedio) directa – Maximum (average) forward current – es el valor máximo que la corriente promedio en la dirección directa puede conducir cuando se polariza en la dirección directa. Esta corriente se determina básicamente por la capacidad de disipación del diodo, ya que el calor generado en estas condiciones depende de la caída de tensión que se produzca en la juntura, multiplicada por la intensidad de la corriente.
IFSM ou If(surge) = Corriente máxima de pico o sobretensión en la dirección directa– (Maximum (peak or surge) forward current - es el pico de corriente máximo que el diodo puede para conducir cuando se polariza en la dirección directa. - Este parámetro está limitado por la capacidad de disipación de la Juntura, siendo normalmente muy alta debido a la inercia térmica. Se tarda un cierto tiempo para que el calor generado se propague.
PD = Disipación de potencia máxima (Maximum Total Dissipation) – es la capacidad de disipación de potencia del diodo en watts (W). Como esta magnitud es dada por P = V x I, se puede calcular por la corriente conducida multiplicada por la tensión directo.
TSTG = Faja de temperatura de almacenamiento (Storage Temperature Range) es la escala de temperatura en el que se puede almacenar el diodo (sin estar en funcionamiento).
Tj = Temperatura máxima de juntura (Maximum Operating Temperature) o temperatura de funcionamiento máxima. En la mayoría de los casos es el mismo valor de temperatura de almacenamiento.
R (θ) = La Resistencia Térmica (Thermal Resistance) es la diferencia de temperatura que se produce entre la juntura y el medio exterior (ar) o entre la juntura y los terminales (JA o JL) para una cierta disipación. Esta especificación se da en grados Celsius por Watt (oC/W). Su valor sería cero si la cubierta del diodo era un conductor perfecto, pero en la práctica no lo es. Esta especificación es importante en el dimensionamiento de disipadores térmicos.
IR = Corriente inversa (o reversa) máxima (Maximum Reverse Current) – es la corriente que circula a través del diodo cuando se polariza con la tensión inversa máxima (DC), también encontramos esta corriente indicada como "corriente Escape "( leakage current). En un diodo ideal debe ser nulo, pero en la práctica depende de varios factores, siendo la principal, la temperatura.
CJ = Capacitancia típica de juntura (Typical Junction Capacitance) – es la capacitancia intrínseca que aparece entre las junturas debido a la región de deflexión que actúa como un dieléctrico. Se trata de una capacitancia muy baja, del orden de los picofarads.
trr = Tiempo de la Recuperación inversa (Reverse Recovery Time) – se trata del intervalo de tiempo que se produce entre el momento en que la tensión en un diodo de conducción se invierte y realmente deja de conducir. Vea más adelante en esta lección, más detalles sobre este fenómeno en "diodos de recuperación rápida".
Es importante notar que los parámetros indicados varían dependiendo de varios factores, siendo la principal, la temperatura. Por lo tanto, los fabricantes, en la mayoría de los casos, no dan estas especificaciones a través de un valor fijo, sino más bien a través de gráficos.
En estos gráficos, la especificación se traza según las diferentes condiciones, que pueden ser muy importantes en los proyectos más críticos.
En la figura 1 tenemos un ejemplo que muestra cómo la corriente máxima de un diodo 1N5404 se comporta como una función de la temperatura.
El gráfico de la figura 2 muestra cómo el diodo 1N5404 responde a los surtos de corriente en la dirección directa cuando aumenta la tasa de repetición del pulso aumenta.
En la figura 3 se muestra un detalle de datasheet de una serie de diodos comunes utilizados en la rectificación, esta serie va de 1N5400 a 1N5408.
La corriente de estos diodos es el mismo 3 A (promedio corregido), pero las tensiones cambian. Luego tenemos los "máximos absolutos" que son valores que no deben ser superables, bajo pena del componente sufriendo daños irreversibles.
Vea que estos máximos se especifican bajo ciertas condiciones, por lo general se da la temperatura ambiente de 25 ºC. Vea que para la mayoría de los componentes estas características se deterioran rápidamente cuando se excede la temperatura indicada.
