Los diodos están hechos de silicio, que se ha enriquecido en fósforo y boro para crear la unión PN. Dado que los electrones siempre van en la misma dirección, de N a P en la unión, me preguntaba si un diodo tiene un tiempo de vida determinado después del cual ya no hay electrones que se muevan en la unión PN (no hay deficiencia ni exceso de electrones en ningún lado de la unión PN). Gracias.
Respuestas
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Los electrones que fluyen en una unión PN no proceden del propio dispositivo. Los diodos (y otros componentes eléctricos) están diseñados para funcionar en un circuito. El circuito proporciona los electrones. Como dijo Georg: el cableado de tu casa no suministra electrones, sólo los transporta.
En el caso de los dispositivos electroópticos, la energía de la luz puede excitar un dispositivo en un estado polarizado, en el que los electrones prefieren fluir en una determinada dirección (y, por tanto, desarrollar un voltaje). Pero si no se proporciona un circuito cerrado en el que los electrones puedan viajar, no se obtiene corriente.
Otra forma de pensar en ello: Si tienes un desequilibrio de carga, inevitablemente se crea un campo eléctrico. La intensidad del campo por electrón es relativamente ENORME (en comparación con otras fuerzas, como la gravedad). ¿Te imaginas la carga que se acumularía tras el funcionamiento de un dispositivo teórico que pudiera donar sus electrones sin reponerlos?
Dominic Dos Santos
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Los diodos de unión PN estándar suelen tolerar bien las tensiones de avance, pero son vulnerables a la ruptura por tensión de retroceso. Cada diodo tiene una característica " tensión de ruptura ", y cuando éste se supera la corriente crecerá exponencialmente y destrucción física pronto se produce. (Sin embargo, algunos diodos como Zeners y diodos de avalancha están diseñadas para funcionar en la gama de averías).
Cuando se produce esta destrucción (ruptura de avalancha), lo que ocurre es que se forman pares de electrones-huecos que actúan como portadores de carga, aumentando la corriente, lo que a su vez crea más pares de electrones-huecos, etc., hasta que la corriente crece lo suficiente como para quemar físicamente el semiconductor. Esta destrucción por la formación de portadores de carga de pares de huecos de electrones es probablemente la forma más común en que fallan los diodos. El voltaje directo tendría que ser extremadamente alto para causar la destrucción de un diodo de unión PN estándar y (aparte de la caída de un rayo, etc.).
Además de la sobretensión, la sobrecorriente también puede causar destrucción debido a desbordamiento térmico . La resistencia eléctrica del silicio aumenta con la temperatura hasta los 160 °C, pero luego comienza a disminuir. Por lo tanto, en las regiones del diodo que se sobrecalientan, fluye más corriente, lo que a su vez provoca un mayor calentamiento, que lleva a una mayor disminución de la resistencia. Este efecto de "fuga" conduce a la actual aglomeración de personas lo que hará que los dopantes migren dentro de la unión, arruinando finalmente el diodo.
Descarga electrostática ( ESD ) y los transitorios como la caída de un rayo o un pulso electromagnético ( EMP ) también puede provocar fallos. Pero con un diodo de unión PN normal, deberían ser capaces de funcionar dentro del rango de tensión de avance normal durante mucho tiempo.
