Ingeniería al día: La zona directa

En la zona directa tenemos dos características importantes:

Hay que vencer la barrera de potencial (superar la tensión umbral V_d) para que conduzca bien en polarización directa (zona directa).
Aparece una resistencia interna (el diodo se comporta aproximadamente como una resistencia.

Tensión Umbral
Como ya se ha dicho antes es el valor de la tensión a partir del cual el diodo conduce mucho. A partir de la Tensión Umbral ó Barrera de Potencial la intensidad aumenta mucho variando muy poco el valor de la tensión.

Resistencia Interna
A partir de la tensión umbral se puede aproximar, esto es, se puede decir que se comporta como una resistencia.

La zona n tiene una resistencia y la zona p otra resistencia diferente:

EJEMPLO: 1N4001 r_p= 0.13 W r_n = 0.1 W
La resistencia interna es la suma de la resistencia en la zona n y la resistencia en la zona p.

Y la pendiente de esa recta será el inverso de esta resistencia interna.

Como la resistencia interna es pequeña, la pendiente es muy grande, con lo que es casi una vertical, esto es, conduce mucho.
Resumiendo hemos visto que tenemos:

Máxima corriente continua en polarización directa
Es el mayor valor de corriente permitido en la característica del diodo:

EJEMPLO: 1N4001 I_Fmáx = 1 A (F = forward (directa))
Resistencia para limitación de corriente
En circuitos como el de la figura, hay que poner una resistencia porque sino el diodo se estropearía fácilmente.

Esto se ve dándole valores a la pila, y viendo las intensidades que salen, que a partir de 0.7 V (suponiendo que el diodo es de silicio) aumentan mucho como se ve claramente en la gráfica de la característica del diodo.

Entonces se pone una resistencia para limitar esa corriente que pasa por el diodo, como se ve en la figura:

Se calcula la resistencia para limitar la corriente, para que no aumente a partir de 1 A por ejemplo.

Disipación máxima de potencia
La máxima corriente y la máxima potencia están relacionados. Como ocurre con una resistencia, un diodo tiene una limitación de potencia que indica cuanta potencia puede disipar el diodo sin peligro de acortar su vida ni degradar sus propiedades. Con corriente continua, el producto de la tensión en el diodo y la corriente en el diodo es igual a la potencia disipada por éste.
Normalmente en diodos rectificadores no se suele emplear la limitación máxima de potencia, ya que toda la información acerca de la destrucción del diodo (por calor) ya esta contenida en el límite máximo de corriente.
EJEMPLO: 1N4001
En la hoja de características indica una corriente máxima con polarización directa I_o de 1 A. Siempre que la corriente máxima con polarización directa sea menor que 1 A, el diodo no se quemará.