11.5 : Modelado de características directas de diodos

Comprender el comportamiento de los diodos cuando están polarizados directamente es un aspecto fundamental del diseño y análisis de circuitos electrónicos. Este análisis utiliza principalmente dos modelos: el modelo de diodo exponencial y el modelo de caída de voltaje constante. El modelo exponencial entra en juego cuando el voltaje de la fuente excede los 0,5 voltios, lo que hace que la corriente del diodo aumente exponencialmente por encima de la corriente de saturación. Esta relación se representa gráficamente en la curva corriente-voltaje (I-V), que ilustra la respuesta no lineal del diodo al aumento del voltaje directo.

La Ley de voltaje de Kirchhoff (KVL) facilita la derivación de una expresión matemática que correlaciona la corriente del diodo, el voltaje de la fuente y la caída de voltaje a través del diodo.

El punto operativo del diodo, conocido como punto Q, se identifica en la intersección de la línea de carga y la curva I-V, lo que indica la corriente y el voltaje de funcionamiento del diodo. Alternativamente, el modelo de caída de voltaje constante simplifica el análisis al suponer una caída de voltaje constante a través del diodo, típicamente 0,7 voltios para los diodos de silicio. Este modelo ayuda a determinar rápidamente la corriente del diodo integrando este voltaje constante en la ecuación KVL.

Cada modelo cumple su propósito; el modelo exponencial ofrece un análisis detallado adecuado para un diseño de circuito preciso, mientras que el modelo de caída de voltaje constante proporciona un enfoque accesible para análisis básicos y aplicaciones educativas. Comprender estos modelos es esencial para diseñar y analizar circuitos electrónicos, lo que permite a los ingenieros predecir el comportamiento de los circuitos con precisión y garantizar la confiabilidad de los dispositivos electrónicos.