¿La tensión a través de un diodo es siempre de 0,7 voltios?

Question

La pregunta viene porque he leído que "para un diodo práctico real, cuando Id = 0 A, Vd = 0v". Bien, eso es porque no fluye corriente a través de él. Pero, ¿no debería estar el circuito abierto en ese instante? ¿Ya que no fluye ninguna corriente a través del diodo?

Una imagen aclararía las cosas:

¿Por qué VD1 no será un circuito abierto? Ya que necesitamos al menos 0,7 V de corriente circulante? ¿Por qué VD1 sería 0?

Answer 1

¿La tensión a través de un diodo es siempre de 0,7 voltios?

No, la relación entre el voltaje y la corriente para un diodo se aproxima típicamente por la Ecuación del diodo Shockley :

$$I=I_\mathrm{S} \left( e^{V_\mathrm{D}/(n V_\mathrm{T})}-1 \right)$$

Dónde V _D es la tensión a través del diodo V _T es la "tensión térmica" (una constante física dependiente de la temperatura, unos 26 milivoltios a temperatura ambiente). I _S es la corriente de saturación inversa del diodo y n es una constante llamada factor de idealidad (que varía entre los distintos tipos de diodos, y suele estar entre 1 y 2)

Cuando no hay corriente a través de un diodo, tampoco hay tensión a través de él.

Técnicamente con dos diodos en serie inversa habrá un flujo de corriente muy pequeño ya que los diodos tienen alguna fuga inversa. A su vez, esto significa que habrá una tensión muy pequeña a través del diodo polarizado hacia delante. En la práctica, sin embargo, esta corriente y tensión serán normalmente insignificantes y se ignorarán durante el análisis del circuito.

Si queremos poner cifras reales a esto, podemos hacer un análisis sencillo. Supongamos que los dos diodos son iguales y que la tensión a través del par de diodos es significativamente mayor que la tensión térmica. La corriente a través de un diodo con polarización inversa es aproximadamente $Is$ por lo que la corriente a través del diodo polarizado hacia delante también será aproximadamente $Is$ . Esto significa para el diodo polarizado hacia adelante.

$$I_\mathrm{S} \approx I_\mathrm{S} \left( e^{V_\mathrm{D}/(n V_\mathrm{T})}-1 \right)$$

$$1 \approx e^{V_\mathrm{D}/(n V_\mathrm{T})}-1$$

$$2 \approx e^{V_\mathrm{D}/(n V_\mathrm{T})}$$

$$0.69 \approx V_\mathrm{D}/(n V_\mathrm{T})$$

$$0.69n V_\mathrm{T} \approx V_\mathrm{D}$$

Answer 2

La respuesta de Peter Green es buena. Permítame abordar la otra parte de su pregunta desde un ángulo diferente:

Considera este sencillo circuito con resistencias y sin diodos. Es un circuito abierto, por lo que no puede fluir ninguna corriente. Ignoremos las complicaciones de la vida real, como las capacitancias parásitas, etc.

1. Inicialmente, la tensión a ambos lados de la resistencia es de 0V.

2. Cuando el SW1 se cierra, la tensión a la izquierda de la resistencia es de 1V, y la tensión a la derecha sigue siendo de 0V. Esto sólo es cierto durante un instante.

3. ¡Aquí está el truco! La diferencia de voltaje a través de la resistencia hace que la corriente fluya a través de ella. Como no hay un camino completo para la corriente, sólo se necesita una pequeña cantidad de electrones para migrar a través de la resistencia hasta que ambos lados estén al mismo potencial.

Ahora tienes una situación de estado estacionario donde hay 1V en el lado izquierdo de la resistencia y 1V en el lado derecho. La diferencia de tensión a través de la resistencia es cero y no hay flujo de corriente.

La resistencia seguirá teniendo 0V a través de ella hasta que se conecte una carga, lo que permite que fluya la corriente, que causa un diferencial de voltaje a través de la resistencia.

Para relacionar esto con tu circuito de diodos: recuerda que hay una pequeña corriente de fuga inversa a través de los diodos reales. Esta corriente es suficiente para igualar la tensión en cada lado del diodo, siempre y cuando no haya un camino para que la corriente siga fluyendo.