El documento describe el funcionamiento de un diodo de unión PN polarizado directamente. Al aplicar un voltaje positivo al ánodo (zona P) y negativo al cátodo (zona N), la barrera de energía potencial se reduce o elimina, permitiendo el flujo de portadores a través de la unión. El campo eléctrico se reduce, permitiendo una mayor conducción de portadores por arrastre.

1. Diodo de unión PN polarizado
La unión p-n está polarizada directamente cuando a la región p se le aplica un
potencial mayor que a la región n. Para ello, tal y como se ve, se debe conectar el polo
positivo de la batería al ánodo del diodo (zona p) y el polo negativo al cátodo (zona n).

2. Aquí tenemos un voltaje de polarización Vp= + 0.7V vemos que: la Barrera de Energía
Potencial en la UNION, es ínfima o no existe, la Carga Espacial es MINIMA, el Campo
Eléctrico es prácticamente NULO, la conducción de Portadores es por ARRASTRE y es
MAXIMA, la conducción de Portadores por Difusión es MINIMA.
En estas condiciones podemos observar los siguientes efectos:
 Los huecos de la región p y los electrones de la región n son empujados hacia
la unión por el campo eléctrico Epol a que da lugar la polarización. Por lo
tanto, se reduce la anchura de la zona de transición.
 El campo eléctrico de la polarización Epol se opone al de la unión Eu. Así, se
reduce el campo eléctrico de la unión y, consecuentemente, la barrera de
potencial. Recordar que, como vimos en el Tema 4, la barrera de potencial sin
polarización es VJ=Vo.

3.  Con la polarización directa de la unión p-n se reduce en la forma VJ=Vo-V,
siendo V la tensión directa aplicada a dicha unión.
La ley de Shockley

4. Aquí tenemos un voltaje de polarización Vp= - 0.4V vemos que: la Barrera de Energía
Potencial en la UNION, es MAYOR, hay un FLUJO de ambos PORTADORES de uno hacia el
otro la CONCENTRACION de PORTADORES MINORITARIOS es MINIMA; AZUL = electrones y
ROJO = huecos, la conducción de Portadores es mayormente por Difusión, las CORRIENTES
NEGATIVAS exponenciales son por tramos y según corresponda, en la UNION misma, las
corrientes negativas son constantes y similares.

5. Un diodo Shockley es un dispositivo de dos terminales que tiene dos estados estables:
OFF o de alta impedancia y ON o baja impedancia. No se debe confundir con el diodo
de barrera Schottky. Está formado por cuatro capas de semiconductor tipo n y p,
dispuestas alternadamente. Es un tipo de tiristor.

6. La característica V-I se muestra en la figura. La región I es la región de alta
impedancia (OFF) y la III, la región de baja impedancia. Para pasar del estado OFF al
ON, se aumenta la tensión en el diodo hasta alcanzar Vs, tensión de conmutación. La
impedancia del diodo desciende bruscamente, haciendo que la corriente que lo
atraviese se incremente y disminuya la tensión, hasta alcanzar un nuevo equilibrio en
la región III (Punto B). Para volver al estado OFF, se disminuye la corriente hasta Ih,
corriente de mantenimiento. Ahora el diodo aumenta su impedancia, reduciendo
,todavía más la corriente, mientras aumenta la tensión en sus terminales ,cruzando la
región II, hasta que alcanza el nuevo equilibrio en la región I(Punto A).

7. Conmutación del diodo
 En este applet se simula la conmutación de un diodo, pudiendo cambiar la
tensión aplicada en sus bornas de positiva a negativa y viceversa. Para ello se
dispone del esquema de un circuito con dos fuentes de tensión (una positiva y
otra negativa) y un conmutador, un circuito de polarización (que incluye una
resistencia) y un diodo de unión.
 Este esquema se sitúa en la parte superior derecha del applet y se puede
conmutar entre tensiones haciendo "click" con el ratón en la zona entre las
dos fuentes de tensión. Al iniciar la aplicación aparecerá un mensaje y una
flecha que señala la mencionada zona sensible.

8. El usuario puede modificar todos los
parámetros del circuito presionando el botón
del panel superior con el texto "Parámetros
circuito". Al presionarlo aparecerá una
ventana con tres campos editables donde se
pueden introducir los valores numéricos
deseados para la tensión directa (VF), la
tensión inversa (VR) y la resistencia de
polarización (R). Tras introducir los nuevos
valores es necesario pulsar el botón
"Aceptar" de la ventana de los parámetros
del circuito para que tengan efecto los
cambios. Debajo del circuito aparecen
cuatro gráficas que varían en el tiempo y
donde se presentan los parámetros más
importantes que controlan el
comportamiento del diodo. La primera
gráfica representa la tensión seleccionada
en el circuito; la segunda la corriente que
circula por el diodo; la tercera la carga
acumulada en las zonas neutras del diodo
(aplicando la aproximación de diodo
asimétrico) y la última gráfica es la tensión
que cae en bornas del diodo.
Esta cuatro gráficas se van actualizando en el tiempo y se irán desplazando hacia la
derecha conforme avance el tiempo .En la parte superior de la derecha del programa
aparecen las ecuaciones que rigen el comportamiento del diodo en el experimento
que se simula. Se muestran las ecuaciones literales para la carga del diodo, la tensión
en bornas del diodo y para los perfiles de los minoritarios en el ánodo y al cátodo.
Justo debajo de cada una de estas ecuaciones se muestran las mismas pero
sustituyendo cada variable por al valor actual que tiene en la simulación. Algunos de
los parámetros son constantes en el tiempo (hasta que se modifican por parte del
usuario), pero otros se modifican instantáneamente conforme evoluciona el tiempo.
También, a la derecha de las gráficas, se muestran los valores instantáneos para estas
funciones temporales.