¿Qué es un diodo de avalancha?

Los diodos son dispositivos que impiden que una señal eléctrica pase a través de ellos en una dirección, pero permiten que pase una señal en la otra. Cuando un diodo semiconductor estándar está bloqueando una señal, es posible que el voltaje de esa señal sea demasiado alto para que el diodo lo controle. En ese punto, el diodo fallará y permitirá que pase la señal, y probablemente será destruido a medida que el voltaje lo conduzca. Apodado el punto de avalancha del diodo, una vez que comienza este efecto, generalmente no se detendrá hasta que haya seguido su curso, devastando muchos, si no todos, los componentes del circuito en su camino. Un diodo de avalancha es un tipo especial de diodo que puede soportar el evento de avalancha y utilizar el efecto de avalancha en su función normal.

Todos los diodos semiconductores están construidos con dos piezas de material semiconductor, generalmente silicio, fusionados. Una pieza del material, el cátodo, tendrá una carga positiva. La segunda pieza, el ánodo, tendrá una carga negativa.

Estos diodos controlan la dirección del flujo del circuito en los circuitos. Cuando se aplica una corriente eléctrica al ánodo del diodo, atraviesa el material cargado positivamente hacia el cátodo negativo y luego pasa del cátodo al resto del circuito. Un diodo que funciona en este estado tiene polarización directa.

Si la misma corriente está conectada al cátodo, simplemente descansará con la carga idéntica del cátodo y será bloqueada por el diodo. Un diodo en este estado tiene polarización inversa. Sin embargo, si ese voltaje es suficientemente alto, puede tener suficiente potencia para saltar a través del cátodo y alcanzar el ánodo positivo. Si esto ocurre, la corriente se conducirá fuera del ánodo del diodo, y el diodo estará en una condición de avalancha. Esta condición generalmente destruirá un diodo estándar, así como cualquier otro componente del circuito que se encuentre entre el diodo y un punto de conexión a tierra.

Un diodo de avalancha está diseñado de una manera muy específica para que pueda usar el efecto de avalancha. En lugar de esperar a que el voltaje sea demasiado grande para que el diodo lo maneje y la avalancha esté fuera de control, un diodo de avalancha inicia intencionalmente el efecto de avalancha a un voltaje predeterminado. Este voltaje predeterminado no es lo suficientemente fuerte como para dañar el diodo, lo que permite que el diodo de avalancha conduzca la potencia excesiva lejos del circuito a tierra. De esta manera, un diodo de avalancha funciona de la misma manera que un aliviadero permite que una presa redirija las aguas de inundación excesivas.

El diodo de avalancha ve un uso frecuente en los circuitos para proporcionar protección contra voltajes no deseados o inesperados que de otro modo podrían dañar los circuitos. Tales diodos generalmente tienen sus cátodos conectados a la ruta principal del circuito de corriente eléctrica y los ánodos a una tierra eléctrica. Esta configuración les permite redirigir los voltajes amenazantes directamente a tierra, en lugar de permitirles viajar a través del circuito y destruirlo. Los diodos de avalancha en esta configuración actúan como diodos de sujeción ya que fijan, o sujetan, el voltaje máximo que experimentará un circuito a un nivel predeterminado.