Un diodo es un dispositivo electrónico que controla la dirección del flujo de corriente en un circuito. El diodo estándar permite que la corriente eléctrica fluya hacia adelante, pero no hacia atrás. Sin embargo, un tipo de diodo puede conducir corriente en la dirección inversa bajo ciertas condiciones. Este tipo especial de diodo es el diodo inverso.
La construcción de diodos involucra dos segmentos de un material semiconductor, como el silicio. Un segmento tiene una carga positiva, llamado ánodo. El otro segmento tiene una carga negativa, llamado cátodo. En la fabricación, estos dos segmentos se fusionan, formando una unión PN, que identifica una parte como positiva y la otra como negativa. Luego, los cables de metal generalmente se unen a los extremos, opuestos a la unión, para formar un diodo.
La unión PN es el punto focal de la operación de un diodo. Cuando los dos segmentos de material se fusionan, cancelan la carga eléctrica del otro en una banda estrecha a través de la unión PN llamada región de agotamiento. Esta zona del diodo no favorece ni una carga eléctrica positiva ni una negativa, y actúa como aislante entre los dos segmentos del diodo.
En funcionamiento normal, un diodo funciona de forma muy similar a una válvula de retención electrónica. Si se aplica un voltaje negativo al cátodo del diodo, la carga se combina con la carga eléctrica interna del diodo. Cuando esto sucede, el aislamiento de la región de agotamiento en la unión PN se mantiene, evitando que la corriente eléctrica pase a través del diodo. Un diodo que opera en este estado está en operación de diodo inverso o polarización inversa.
Sin embargo, si se aplica un voltaje negativo al ánodo del diodo, el voltaje se mueve hacia la sección cargada positivamente del diodo. Cuando llegue a la unión, la carga tendrá suficiente energía eléctrica para salvar la región de agotamiento. En este punto, el diodo conducirá corriente eléctrica y permitirá que continúe fluyendo hasta que se elimine el voltaje. Los diodos que funcionan en este estado están en funcionamiento de diodo directo o polarización directa.
Sin embargo, el aislamiento de la región de agotamiento solo puede soportar un cierto nivel de voltaje. Si el voltaje se vuelve demasiado alto mientras el dispositivo está funcionando en un estado de diodo inverso, la región de agotamiento fallará y permitirá que pase una sobretensión de corriente eléctrica. Este fenómeno se llama avalancha y normalmente destruye un diodo estándar cuando ocurre.
Si bien el fenómeno de las avalanchas es algo que generalmente se debe evitar, los ingenieros descubrieron que bloquear el voltaje hasta que alcanza un nivel predeterminado y luego dejarlo pasar, podría ser una herramienta útil en el desarrollo de la tecnología electrónica. Luego comenzaron a diseñar diodos con regiones de agotamiento muy específicas que podrían resistir los horrendos efectos de una avalancha. Desde sus inicios, estos tipos de diodos se han introducido en prácticamente todas las áreas de la electrónica.
En funcionamiento, un diodo inverso funciona como un diodo estándar. Se aplica un voltaje negativo a su cátodo y el diodo lo bloquea. Sin embargo, si ese voltaje continúa aumentando a un nivel predeterminado, llamado voltaje de ruptura, el diodo sufrirá una avalancha controlada y comenzará a conducir corriente eléctrica en la dirección inversa de manera segura. Estos diodos tienen muchos nombres, incluidos diodos de avalancha, diodos de ruptura o diodos inversos.