CAPACITANCIAS DE DIFUSIÓN Y TRANSICIÓN


Es importante saber que: todo dispositivo electrónico o eléctrico es sensible a la frecuencia.
Es decir, las características terminales de cualquier dispositivo cambian con la frecuencia. Incluso la resistencia de un resistor básico, como el de cualquier construcción, es sensible a la frecuencia aplicada. A frecuencias de bajas a medias se puede considerar que la mayoría de los resistores tienen un valor fijo. No obstante, a medida que alcanzamos altas frecuencias, los efectos pará-sitos capacitivos e inductivos empiezan a manifestarse y afectan el nivel de impedancia total del elemento. 

En el diodo los niveles de capacitancia parásita son los que tienen un mayor efecto. A bajas frecuencias y a niveles relativamente bajos de capacitancia, la reactancia de un capacitor, determinada por $X_{C}=\frac{1}{2\pi f C}$, en general es tan alta que se le puede considerar de magnitud infinita, representada por un circuito abierto e ignorada. A altas frecuencias, sin embargo, el nivel de $XC$ puede reducirse al punto de que creará una trayectoria de “puenteo” de baja reactancia. Si esta trayectoria de puenteo ocurre a través del diodo, en esencia puede evitar que éste afecte la respuesta de la red. 

En el diodo semiconductor $p-n$ hay dos efectos capacitivos que tienen que ser considerados. Ambos tipos de capacitancia están presentes en las regiones de polarización en directa y en inversa, pero uno predomina sobre el otro en cada región por lo que consideramos los efectos de sólo uno en cada región.
En la región de polarización en inversa tenemos la capacitancia de transición o de región de empobrecimiento ($C_{T}$ ) en tanto que en la región de polarización en directa tenemos la capacitancia de almacenamiento o difusión ($C_{D}$ ).

Recuerde que la ecuación básica para la capacitancia de un capacitor de placas paralelas está definida por $C=\epsilon A/ d$, donde es la permitividad del dieléctrico (aislante) entre las placas de área $A$ separadas por una distancia $d$. En la región de polarización en inversa hay una región de empobrecimiento (libre de portadores) que se comporta en esencia como un aislante entre las capas de cargas opuestas. Como el ancho de la región de empobrecimiento ($d$) se incrementa con el potencial de polarización en inversa incrementado, la capacitancia de transición resultante se reduce, como se muestra en la figura 1.33. El hecho de que la capacitancia depende del potencial de polarización en inversa aplicado tiene aplicación en varios sistemas electrónicos.


Aun cuando el efecto antes descrito también se presenta en la región de polarización en directa, es eclipsado por un efecto de capacitancia que depende directamente de la velocidad a la cual se inyecta la carga en las regiones justo fuera de la región de empobrecimiento. El resultado es que los niveles incrementados de corriente aumentan los niveles de capacitancia de difusión. Sin embargo, los niveles incrementados de corriente reducen el nivel de la resistencia asociada (lo que se demostrará en breve) y la constante de tiempo resultante ($\tau=RC$), la cual es muy importante en aplicaciones de alta velocidad, no llega a ser excesiva. Los efectos de capacitancia antes descritos se representan por medio de capacitores en paralelo con el diodo ideal, como se muestra en la figura 1.34. Sin embargo, en aplicaciones de baja a media frecuencia (excepto en el área de potencia), normalmente el capacitor no se incluye en el símbolo de diodo.
 

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