¿Qué es un diodo de recuperación rápida?

Un diodo es un dispositivo electrónico común con dos cables; permite que una señal eléctrica pase en una dirección, pero bloqueará una señal que intente pasar en la otra dirección. En funcionamiento, un diodo alterna continuamente entre la conducción en la dirección deseada y el bloqueo en la dirección no deseada. Cuando un diodo cambia, toma un breve momento, llamado tiempo de recuperación, para recuperarse y cambiar de conducción a bloqueo. Durante el tiempo de recuperación, una pequeña cantidad de señal puede pasar en la dirección incorrecta. Un diodo de recuperación rápida es un diodo diseñado para tener el menor tiempo de recuperación posible, de modo que la señal no deseada no interrumpa los equipos de alta potencia o alta frecuencia.

Los diodos semiconductores estándar están hechos de dos piezas de material, como el silicio. Una pieza tiene carga positiva, llamada ánodo, y la otra tiene carga negativa, llamada cátodo. Dichos diodos se denominan diodos de unión PN, después de las dos secciones cargadas y el efecto de conmutación que tiene lugar en la unión donde se unen las dos piezas.

Cuando una corriente eléctrica ingresa al cátodo, no puede pasar a través del cátodo cargado negativamente del diodo, que comparte la misma carga eléctrica, y está bloqueado. Sin embargo, una corriente que ingresa a través del ánodo puede pasar a través del ánodo cargado positivamente y continuar a través del cátodo y salir del otro lado del diodo y continuar hacia el resto del circuito. En la mayoría de las aplicaciones, como cuando se convierte una señal de CA a CC, un diodo cambia entre conducción y bloqueo regularmente.

Durante el tiempo que conduce un diodo, la corriente que pasa a través del diodo acumula una carga negativa en el ánodo normalmente positivo del diodo. Cuando luego cambia a su modo de bloqueo, esa carga acumulada permite que la corriente eléctrica fluya a través del diodo en la dirección inversa hasta que la carga se disipe. El tiempo que tarda esta carga en disiparse, y el diodo para comenzar a bloquear la señal por completo, se denomina tiempo de recuperación del diodo.

Para la mayoría de las aplicaciones, el tiempo de recuperación de un diodo estándar, que generalmente tiene menos de 100 milisegundos de longitud, no es un problema. Del mismo modo, la señal que pasa a través del diodo durante el tiempo de recuperación suele ser demasiado débil para ser motivo de preocupación. Sin embargo, en ciertas aplicaciones de alta velocidad, alta frecuencia o alta potencia, el tiempo de recuperación de un diodo puede ser de importancia crítica y requerir el uso de un diodo de recuperación rápida.

Operacionalmente, un diodo de recuperación rápida generalmente supera el largo tiempo de recuperación de un diodo estándar mediante el uso de un segmento de metal en lugar de uno de los segmentos de semiconductores, como en un diodo Schottky. Otro tipo de diodo de recuperación rápida, llamado diodo dopado con oro, utiliza aditivos de oro o platino para aumentar la conductividad de uno de los segmentos del diodo. En la práctica, el uso de metal en lugar de semiconductor proporciona un diodo más altamente conductor. Esta mayor conductividad permite que la carga acumulada en el diodo se disipe a una velocidad mucho más rápida, generalmente en el rango de decenas de nanosegundos, lo que acorta en gran medida el tiempo de recuperación del diodo.