EL DIODO DE UNIÓN

Para analizar con precisión un circuito con diodos se necesita saber la resistencia interna del diodo. Este valor generalmente no viene dada por separado en las hojas de características, pero traen información suficiente para calcularla. La formula para calcular la resistencia interna es:

El punto 1 puede ser el punto umbral.
EJEMPLO:1N4001
De la hoja de características conseguimos los valores de la tensión con polarización directa (0,93 V) para un valor de la corriente de 1 A y la tensión umbral es de 0,7 V para una corriente aproximadamente cero.

Resistencia en continua de un diodo

Siempre que se habla de continua, se quiere decir que es estática, que nunca cambia, es una "Resistencia Estática". En la zona de polarización directa se simboliza con R_F y en la zona de polarización inversa con R_R.
Lo estudiaremos para el diodo 1N914:

Resistencia con polarización directa
En cada punto tenemos una resistencia distinta, esa resistencia es el equivalente del diodo en polarización directa para esos valores concretos de intensidad y tensión.

Si comparamos este valor de resistencia con la resistencia interna:

Como los 3 puntos tiene la misma pendiente quiere decir que para los 3 puntos el modelo es el mismo. Entonces la R_F anterior no es útil porque varía, pero la r_B no varía y por eso esta es la resistencia que se utiliza.
Resistencia con polarización inversa
Exageramos la curva de la gráfica para verlo mejor:

Como en el caso anterior en cada punto tenemos una recta, por lo tanto un R_R (_R = Reverse, inversa) para cada punto.

Como es un valor muy grande, más o menos se puede considerar infinito (idealmente circuito abierto).
Este valor no es útil, no se utiliza para hacer modelos o mallas, pero de forma práctica en el laboratorio puede ser útil (el polímetro marca la resistencia estática y se puede utilizar para detectar averías).

Rectas de carga

La recta de carga es una herramienta que se emplea para hallar el valor de la corriente y la tensión del diodo. Las rectas de carga son especialmente útiles para los transistores, por lo que más adelante se dará una explicación más detallada acerca de ellas.
Estas son las distintas formas de analizar los circuitos con diodos:

EXACTA POR TANTEO: Ecuación del diodo exponencial y ecuación de la malla.
MODELOS EQUIVALENTES APROXIMADOS: 1ª aproximación, 2ª aproximación y 3ª aproximación.
DE FORMA GRÁFICA: Recta de carga.

Hasta ahora hemos visto las 2 primeras, la tercera forma de analizarlos es de forma gráfica, esto es calculando su recta de carga.

Si de la ecuación de la malla, despejamos la intensidad tenemos la ecuación de una recta, que en forma de gráfica sería:

A esa recta se le llama "recta de carga" y tiene una pendiente negativa.
El punto de corte de la recta de carga con la exponencial es la solución, el punto Q, también llamado "punto de trabajo" o "punto de funcionamiento". Este punto Q se controla variando V_S y R_S.
Al punto de corte con el eje X se le llama "Corte" y al punto de corte con el eje Y se le llama "Saturación".

Problemas

Problema 3.1
Un diodo está en serie con una resistencia de 220 W. Si la tensión en la resistencia es de 4 V, ¿cuál es la corriente por el diodo? Si hemos aplicado la 2ª aproximación, ¿cuál es la potencia disipada en el diodo?
Solución:

Al tomar la 2ª aproximación el diodo es una pila de 0,7 V.

Problema 3.2
Calcular la corriente, la tensión y la potencia en la carga, así como la potencia del diodo y la potencia total para el circuito de la figura. Hacerlo utilizando los tres tipos de aproximaciones que existen.

Solución:
1ª aproximación
En esta aproximación el diodo es ideal, por lo tanto lo podemos sustituir por un cortocircuito, con lo que obtenemos las siguientes ecuaciones: