Diodo ShockleySímbolo del diodo Shockley. Gráfica V-I del diodo Shockley Un diodo Shockley es un dispositivo de dos terminales que tiene dos estados estables: uno de bloqueo o de alta impedancia y de conducción o baja impedancia. No se debe confundir con el diodo de barrera Schottky. Está formado por cuatro capas de semiconductor de tipo N y P, dispuestas alternadamente. Es un tipo de tiristor. La característica Tensión-Corriente (V-I) se muestra en la figura. La región I es la región de alta impedancia y la III, la región de baja impedancia. Para pasar del estado apagado al de conducción, se aumenta la tensión en el diodo hasta alcanzar la tensión de conmutación, denominada Vs. La impedancia del diodo desciende bruscamente, haciendo que la corriente que lo atraviesa se incremente y disminuya la tensión, hasta alcanzar un nuevo equilibrio en la región III (Punto B). Para volver al estado apagado, se disminuye la corriente hasta la corriente de mantenimiento, denominada Ih. En ese instante el diodo aumenta su impedancia, reduciendo, todavía más la corriente, mientras aumenta la tensión en sus terminales, cruzando la región II, hasta que alcanza el nuevo equilibrio en la región I (Punto A). La tensión inversa deavalancha es denominada Vrb. Este dispositivo fue desarrollado por William Bradford Shockley tras abandonar los Laboratorios Bell y fundar Shockley Semiconductor. Fueron fabricados por Clevite-Shockley. ya que provocaría un fenómeno de avalancha similar al de un diodo convencional. La conducción continuará hasta que de algún modo la corriente se reduzca por debajo de la corriente de mantenimiento I H . El diodo Shockley es un tiristor con dos terminales: ánodo y cátodo. su tensión disminuye hasta menos de un voltio y la corriente que pasa es limitada. como en un diodo. se impide el paso de corriente hasta que se alcanza un valor de tensión V B0 . sólo habrá una corriente muy pequeña hasta que se alcance la tensión de ruptura ( V RB ). 4. El diodo de 4 capas o diodo Shockley maneja aplicaciones como: Osciladores y Dispositivos de Disparo a SCR . En polarización positiva. La conducción continúa hasta que la corriente se reduce por debajo de un valor específico 3. Diodo Shockley Mauricio romero 2. Otro parámetro que al superarse puede provocar la ruptura del dispositivo es V RB . Aplicaciones Practicas del Diodo Shockley: Uso descontinuado en la actualidad Tiristores Bidireccionales Bidireccional: Conducen en ambos sentidos . 5. Por esta razón. el diodo entra en conducción. en la práctica. La corriente que puede atravesar el dispositivo en polarización directa tiene un límite impuesto por el propio componente ( I MAX ). será necesario diseñar el circuito en el que se instale este componente de tal modo que no se supere este valor de corriente. Está constituido por cuatro capas semiconductoras que forman una estructura pnpn. CARACTERISTICA TENSION-INTENSIDAD Para valores negativos del voltaje aplicado. Actúa como un interruptor: está abierto hasta que la tensión directa aplicada alcanza un cierto valor. por los componentes externos.1. que si se supera llevará a la destrucción del mismo. Una vez alcanzado este punto. entonces se cierra y permite la conducción. simbolos 6. es la que consiste en cuatro capas de materiales semiconductores en configuración P-N-P-N. D i b u j a d o u t i l i z a n d o s i m b o l o g í a e s q u e m á t i c a s t a n d a r d .también conocido como diodo PNPN.DIODO SHOCKLEYEl estudio de los tiristores comienza con un dispositivo semiconductor llamado diodo de cuatro capas. se asemeja a un par de transistores bipolares interconectados.la cual se ilustra en la siguiente figura. estructura Cristalina. Por lo cual para fines didácticos se analizará una estructura que guardaequivalencia con su estructura original. y r e s p e t a n d o l a s concentraciones del dopaje de los materiales semiconductores. uno del tipo PNy o t r o d e l t i p o N P N . no ilustradas en la figura 2. el diodoShockley puede ilustrarse en la siguiente figura. Figura 1. Estructura del Diodo Shockley Desafortunadamente esta figura no ayuda mucho a comprender el cómo y porque se comporta de lamanera en que lo hace. Figura 2. Circuito Equivalente y símbolo . o diodo Shockley en honor a su inventor. Unailustración simple de la estructura del diodo Shockley que se puede encontrar comúnmente en los librosde texto. Circuito Equivalente a transistores Mostrado de esta manera. William Shockley. Figura 3. Circuito para analizar comportamiento Sin voltaje aplicado. En otras palabras. Conforme el voltaje de la fuente seincrementa gradualmente. aún así todavía no habrá circulación de corriente debido a que ninguno de lostransistores está en posibilidad de conducir corriente. Como puede observarse en la figura4. Figura 4. es obvio que no existe circulación de corriente. Lo cual se ilustra a continuación.En condiciones ideales este estado de no conducción debería de conservarse debido a que ninguno delos transistores puede . la corriente de base del transistor inferior es controlada por el transistor superior y la corriente debase del transistor superior es controlada por el transistor inferior. ninguno de lostransistores puede entrar en conducción hasta que el otro entre en conducción. debemos conectarlo a una fuente de alimentacióny colocarle una resistencia de carga. ambos se encuentran en circuito abierto. Paraentender esta situación recuerde que para llevar un transistor bipolar a su estado de conducción senecesita una corriente circulando a través de la unión base-emisor.Para analizar el comportamiento del diodo Shockley. el efecto de Histéresis es evidente.pero las uniones de cristales que conforman un diodo Shockley son diseñadas para soportar este tipo deabuso. Este fenómeno se conoce como Histéresis. En la figura 5. este comenzará a conducir sin importar queno exista corriente de base que lo ocasione. sin corriente Cuando el voltaje de ruptura de un transistor es alcanzado. Una vez que uno de los transistores entra en conducción ocasiona queel otro transistor también entre en conducción alcanzando ambos la saturación por el efecto de laretroalimentación positiva y se mantienen en este estado de conducción mientras no se desconecte lafuente de alimentación.Para hacer que el diodo deje de conducir. debemos disminuir el voltaje aplicado entre sus terminales. Más voltaje. la corriente en el circuito esp r á c t i c a m e n t e c e r o d e b i d o a q u e n o s e h a a l c a n z a d o e l v o l t a j e d e r u p t u r a p a r a n i n g u n o d e l o s transistores.sin embargo se observa que aún reduciendo dicho voltaje por debajo del valor que fue necesario parahacerlo entrar en conducción el diodo sigue en estado de conducción. uno de las transistores dejara de conducir y ocasionará que el otro transistortambién deje de conducir. Si dibujamos la secuencia de eventos descritos y graficamos el comportamiento de las señales deCorriente y Voltaje. Figura 5. La solución a esta situación esbajar el voltaje a un nivel donde la corriente que fluya ya no es la suficiente para mantener el efecto deconducción. a este voltaje se leconoce como voltaje de ruptura. Figura 6. como se aprecia en la figura 6. de manera similar a la forma en que un diodo zener es construido para soportar un voltaje deruptura inverso sin sufrir daño físico. Voltaje aplicado. conducción.En condiciones reales sin embargo . en este punto. los transistores tienen un valor máximo de voltaje entre colector-emisor que pueden soportar antes de que se produzca la conducción de corriente. Figura 7. lo cual ocasionará que uno de los transistoresinternos entre en conducción y ocasionará que el otro transistor entre en conducción y se mantienen enese estado indefinidamente. .entrar en conducción sin importar el nivel de voltaje aplicado.Entonces puede deducirse que podemos hacer que un diodo Shockley entre en conducción aplicándoleun nivel de voltaje adecuado entre sus terminales. Normalmente este tipo de operación destruiría el transistor. se observa el circuito con unaseñal de cero voltios aplicados. Cero Voltaje = Cero Corriente Después empezamos a incrementar gradualmente el voltaje aplicado.