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Red de Re is as Cien í icas de Amé ica La ina, el Ca ibe, España y Po ugal
Sis ema de In o mación Cien í ica
An onio Ga cía-Ca mona
El diodo como ope ado elemen al en ci cui os elec ónicos. Una p opues a pa a su enseñanza enel 2º ciclo de
ESO
Re is a Eu eka sob e Enseñanza y Di ulgación de las Ciencias, ol. 2, núm. 1, 2005, pp. 64-78,
Asociación de P o eso es Amigos de la Ciencia: EUREKA
España
¿Cómo ci a ? Fascículo comple o Más in o mación del a ículo Página de la e is a
Re is a Eu eka sob e Enseñanza y Di ulgación
de las Ciencias,
ISSN (Ve sión elec ónica): 1697-011X
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Expe iencias, ecu sos y o os abajos
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EL DIODO COMO OPERADOR ELEMENTAL EN CIRCUITOS
ELECTRÓNICOS. UNA PROPUESTA PARA SU ENSEÑANZA EN EL
2º CICLO DE ESO
An onio Ga cía Ca mona
Depa amen o de Ciencias. Colegio Luisa de Ma illac de Se illa
E-mail: [email p o ec ed]
RESUMEN
En es e abajo se expone la necesidad de impulsa el es udio de la Elec ónica en la
ESO, con el in de con ibui en la o mación básica e in eg al de los alumnos de es e
ni el, que es án inme sos en una sociedad ecnológicamen e a anzada. Y, como
consecuencia de es o, p esen amos una p opues a didác ica o ien ada al es udio del
diodo en el 2º ciclo de ESO, en el ma co de los cu ículos de Ciencias (Física y
Química) y de Tecnología.
Palab as cla e: Ci cui o Elec ónico, Diodo, Elec ónica, ESO, Rec i icado
INTRODUCCIÓN
En los úl imos iempos, hemos expe imen ado un g an desa ollo cien í ico/ ecnológico
p opiciado, p incipalmen e, po los impo an es a ances log ados en el campo de la
Elec ónica. Unos a ances que han condicionado, de mane a signi ica i a, nues o
es ilo de ida (Jolly, 1998; Se ze , 2000). Es e hecho no ha pasado inad e ido a
nues o Sis ema Educa i o y en la ecien e ees uc u ación del cu iculum de
Tecnología se con empla el es udio de con enidos básicos de Elec ónica.
Conc e amen e, pa a el 2º ciclo de ESO, den o del bloque emá ico e e ido a
Elec icidad y Elec ónica, se es ablece el es udio y mon aje de ci cui os elec ónicos
sencillos, con elemen os básicos como diodos, condensado es, elés, LED’s, uen es de
alimen ación, e c. Sin emba go, la in eg ación de es os con enidos equie e de un
a amien o didác ico, que debe se cohe en e con las ca ac e ís icas cogni i as del
alumnado de es a e apa educa i a.
Desde hace dos décadas, en países como F ancia o el Reino Unido, la Elec ónica iene
una p esencia no o ia en los cu ículos de Ciencias y Tecnología de las e apas de
enseñanza obliga o ia. A consecuencia de es o, han su gido di e sos es udios
dedicados a la enseñanza/ap endizaje de es a ma e ia en es os ni eles educa i os
(Summe s, 1983, 1985; Desma ais, 1986; Pole , 1989; Boyes, 1990). En e las
conclusiones más impo an es de es os abajos, se des aca que las di icul ades de
ap endizaje de la Elec ónica, en la e apa 12-16 años, son simila es a las del es o de
con enidos de Física y Tecnología es ablecidos pa a es a misma e apa.
En España, sin emba go, son escasos los es udios sob e enseñanza de la Elec ónica
en los ni eles básicos de educación (Rosado, 1995; Rosado y Ga cía Ca mona, 2002).
Po es e mo i o, y con obje o de impulsa el es udio de la Elec ónica en la ESO,
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p esen amos una p opues a didác ica des inada al es udio del diodo como disposi i o
elec ónico elemen al. La p opues a es á di igida al alumnado de 2º ciclo de la ESO, y
iene como inalidad se i de base y de guía a o os p o eso es y p o eso as en el
diseño de sus p opios ma e iales didác icos sob e la emá ica.
FUNDAMENTO DE LA PROPUESTA
La Elec ónica, además de posee una pa e ecnológica impo an e, es una ciencia
expe imen al; con lo cual, a la ho a de abo da su enseñanza/ap endizaje, se hace
necesa io ecu i a las bases eó icas que p oponen las endencias ac uales en
Didác ica de las Ciencias Expe imen ales (Pe ales y Cañal, 2000). El pa adigma
undamen al de es as endencias es el cons uc i ismo, que concibe el ap endizaje
como un p oceso que debe pa i de la es uc u a cogni i a del alumno, a in de que
és e cons uya su p opio conocimien o (Ma ín, 2003). En consecuencia, el
conocimien o p e io del alumnado se es ablece como “pun o de anclaje” pa a el
p oceso de ins ucción educa i a. En el caso que nos ocupa, se á p eciso que el
alumnado posea unos conocimien os mínimos sob e Ci cui os Eléc icos; en conc e o,
los conocimien os básicos sob e es a emá ica, es ablecidos en los cu ículos de Física
y Química y de Tecnología pa a el ni el de ESO.
La p opues a que hacemos se desa olla en o ma de p og ama-guía de ac i idades,
que ienen po obje o a o ece que los alumnos y alumnas puedan cons ui y
a ianza los conocimien os de Elec ónica Básica p opues os, al iempo que se
amilia icen con las ca ac e ís icas básicas del abajo cien í ico (Gil e al., 1991). Po
ello, la p opues a se debe concebi como un ma e ial dinámico, abie o y lexible a las
necesidades educa i as del alumnado; es deci , como un ma e ial “au o-co ec i o”,
que a o ezca el ap endizaje de los alumnos y alumnas en di e en es si uaciones
educa i as.
PROPUESTA DIDÁCTICA
La p opues a didác ica se enma ca den o de los cu ículos de Tecnología y Física y
Química pa a 2º ciclo de ESO. Conc e amen e, en los bloques de Elec icidad y
Elec ónica, del á ea de Tecnología, y Elec icidad, del á ea de Ciencias (Física y
Química). La a ención a la di e sidad se plan ea á de acue do con las necesidades
educa i as que se de ec en du an e el p oceso de enseñanza/ap endizaje; po an o,
su egulación supond á un aspec o impo an e de la e aluación de la p opues a
didác ica.
Obje i os
Con el es udio de la p opues a, se espe a que los alumnos y alumnas desa ollen las
capacidades siguien es:
1. Reconozcan la impo ancia del diodo en el desa ollo de la Elec ónica.
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2. Asuman la necesidad de abo da el es udio del diodo, con el in de comp ende
algunos de los aspec os del en o no cien í ico/ ecnológico en que se
desen uel en, dominado po la Elec ónica.
3. Conozcan y dis ingan el compo amien o de un diodo en pola ización di ec a e
in e sa.
4. In e p e en la ca ac e ís ica I-V ideal de un diodo.
5. Desc iban el compo amien o de los diodos en ci cui os sencillos.
6. Conozcan las aplicaciones del diodo como p o ec o de ci cui os y en ci cui os
de ec i icación elemen ales.
Con enidos
La p opues a se desa olla median e los con enidos del cuad o 1:
Cuad o 1
Con el p opósi o de o ece una isión global y es uc u ada de los concep os
p opues os, mos amos el diag ama concep ual de la igu a 1.
E aluación
El p oceso de e aluación es a á o ien ado a ob ene in o mación sob e la alidez de la
p opues a didác ica, sob e la u ilidad que iene pa a el p o eso ado en su p ác ica
Concep os P ocedimien os Ac i udes
• Pola ización di ec a e
in e sa de un diodo.
Tensión umb al.
• Ca ac e ís ica I-V
ap oximada de un diodo.
• Algunas aplicaciones del
diodo. El diodo como
p o ec o de ci cui os.
• El diodo en los ci cui os
de ec i icación.
• Iden i icación de
si uaciones co idianas en
las que se pone de
mani ies o la p esencia del
diodo.
• Realización de expe iencias
sencillas que pe mi an
comp oba el
compo amien o de un
diodo.
• Análisis e in e p e ación de
esul ados expe imen ales
que ponen de mani ies o
algunas p opiedades del
diodo.
• Búsqueda de in o mación
(p ensa, biblio ecas,
In e ne ...) sob e aspec os
elacionados con el diodo.
• Análisis de ci cui os
sencillos que con ienen
diodos.
• Fomen o de hábi os de
abajo basados en el
mé odo cien í ico.
• Valo ación de la
impo ancia del diodo
semiconduc o en el
desa ollo de la
Elec ónica.
• Fomen o de ac i udes
posi i as y de in e és po
el es udio de la
Elec ónica.
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docen e y sob e la medida en que los alumnos y alumnas desa ollan las capacidades
p e is as en los obje i os (Cañal e al., 1997). Los esul ados ob enidos en la
e aluación pe mi i án e o mula los obje i os y, consecuen emen e, in oduci las
modi icaciones opo unas, an o en las ac i idades como en la me odología empleada.
DIODO SEMICONDUCTOR
se u iliza su símbolo es si es á
en como Pola izado
– +
Ci cui os P o ec o de
ec i icado es ci cui os Di ec amen e In e samen e
ans o man e i an la se compo a como
Co ien e Ci culación In e up o In e up o
al e na (c.a.) inco ec a ce ado abie o
en de la en se ie con
Co ien e Co ien e Fuen e de No conduce
con inua (c.c.) eléc ica ensión
igual a
Tensión
umb al
Figu a 1.- Compo amien o y u ilidad de un diodo en un ci cui o elec ónico.
Los c i e ios de e aluación que p oponemos, a la ho a de alo a el g ado de
consecución de los obje i os, son los siguien es:
1. Valo a la impo ancia del diodo en el desa ollo de la Elec ónica.
2. Explica el compo amien o de un diodo pola izado, y dis ingue los es ados de
pola ización di ec a e in e sa.
3. Desc ibe el compo amien o de los diodos en ci cui os sencillos y comp ende su
aplicación como p o ec o de ci cui os, así como el papel que desempeñan en
los ci cui os ec i icado es elemen ales.
Los ins umen os de e aluación que p oponemos, a la ho a de alo a el
ap endizaje de los alumnos y alumnas, son los siguien es:
• La obse ación del abajo indi idual, del abajo en g upo y en las pues as en
común, donde se alo a á la pa icipación, el es ue zo, la coope ación, e c.
• Dado el ca ác e de las ac i idades p opues as, se alo a á la ealización de las
mismas, en cuan o a la emisión de hipó esis, el análisis de los esul ados y
elabo ación de conclusiones, a a és del cuade no de clase.

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• Realización de una p ueba obje i a basada en di e sos eje cicios y cues iones,
que se án alo ados de acue do con los c i e ios de e aluación es ablecidos.
También se á in e esan e que el p o eso ado haga la e aluación de la secuencia de
ac i idades. Es o le pe mi i á oma decisiones sob e u u as sesiones, sob e su labo
como docen e, sob e el clima de ec ado du an e su desa ollo y sob e las o ien aciones
que se deben da al alumnado pa a econduci su ap endizaje (Fe nández e al., 2002).
Pa a ello, u iliza emos los siguien es indicado es:
a) Idoneidad de las ac i idades espec o a los obje i os p e is os (¿son opo unas
y es án bien o muladas las ac i idades?).
b) Idoneidad de la plani icación:
- La empo alización p e is a y la eal.
- La idoneidad de los ma e iales empleados.
c) Valo ación del diseño po pa e de los alumnos y alumnas:
- In e és y ac i udes mos adas po los alumnos y alumnas.
- Di icul ades de comp ensión.
- Di icul ades de manipulación.
Ac i idades de enseñanza/ap endizaje
A.1. ¿Quién ue el in en o del diodo? Busca in o mación sob e ello, y haz una
desc ipción del p ime diodo.
El p opósi o de es a p ime a ac i idad es in oduci nos en la his o ia de la Elec ónica,
con el in de in oduci el ema. Se a a de que el alumnado encuen e in o mación
sob e el p ime diodo, basado en la ál ula de acío, que ue in en ado po J. A.
Fleming en 1904.
Fleming u ilizó el e ec o de emisión e moiónica, descubie o po Edison en 1833, pa a
cons ui su ál ula diodo. En sus in es igaciones sob e la comunicación inalámb ica,
Fleming io la necesidad de un disposi i o que ec i ica a la co ien e de al a
ecuencia, y diseñó la lámpa a diodo; la cual es, esencialmen e, una bombilla de
incandescencia de Edison con un elec odo ex a (Fig.2). En al disposi i o la co ien e
sólo luye en un sen ido cuando el elec odo ex a, denominado ánodo, es posi i o
espec o al ilamen o o cá odo.
Figu a 2.- Diodo de Fleming.
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A.2. En 1940, apa ece el p ime diodo semiconduc o . Busca in o mación sob e ello, e
indica cuáles ue on las modi icaciones y las p incipales en ajas con espec o al
p ime diodo.
La ac i idad enlaza con la an e io , y iene po obje o des aca la impo ancia de los
ma e iales semiconduc o es en el desa ollo de la Elec ónica. Hacia 1940, du an e la
segunda gue a mundial, su gió el diodo semiconduc o , que elegó al diodo de ál ula
de acío de Fleming. Supuso un desa ollo e iginoso en la indus ia elec ónica, que
ino dado po el empleo de écnicas de minia u ización y de ma e iales más lige os y
obus os (semiconduc o es) en los disposi i os elec ónicos. Las ál ulas e an g andes
y poco iables — a de o emp ano se quemaba el ilamen o—, lo que imposibili aba el
desa ollo de máquinas elec ónicas más pequeñas y du ade as (Macaulay y A dley,
1989). El diodo semiconduc o iene una ida más la ga y un amaño mucho meno ;
asimismo, no necesi a un ilamen o consumido de po encia, po lo que su e iciencia
es mayo .
A.3. El aspec o come cial de un diodo se mues a en la igu a 3. Busca in o mación
sob e las écnicas que se emplean en su ab icación.
Raya que señala el e minal nega i o del diodo
Cápsula que encie a la unión pn
Conexiones eléc icas ex e nas
Figu a 3.- Aspec o de un diodo come cial.
La ac i idad mues a el aspec o de un diodo de unión pn come cial (Fig.3), con obje o
de que los alumnos y alumnas se amilia icen con el aspec o eal del disposi i o, y no
piensen que és e iene el aspec o del símbolo que lo ep esen a en los ci cui os
(Fig.5). Asimismo la búsqueda de in o mación les pe mi i á en a en con ac o con las
écnicas básicas de cons ucción de ci cui os elec ónicos, como la ab icación de
ci cui os in eg ados a pa i de ma e iales semiconduc o es. Y, más conc e amen e,
con la écnica plana epi axial u ilizada en la ab icación de diodos semiconduc o es.
Son aspec os que se con emplan den o del bloque emá ico Ma e iales de uso écnico
y p ocesos de ab icación pa a la Tecnología de 4º cu so de ESO.
A.4. Se p e ende in es iga el uncionamien o de un diodo y, pa a ello, se dispone de
una pila, una bombilla, cables y el p opio diodo. Realiza el mon aje de la igu a 4 y
conec a el diodo de dos o mas: a) conec ando el polo posi i o del diodo al polo
nega i o de la pila, y b) conec ando el polo nega i o del diodo al polo nega i o de la
pila. Explica lo que obse as en cada caso.
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Es una ac i idad p ác ica con la que el alumnado pod á comp oba el compo amien o
eléc ico/elec ónico de un diodo. Cuando se conec a el polo nega i o de la pila al polo
nega i o del diodo la bombilla se enciende, dado que la pila pola iza di ec amen e al
diodo y és e conduce la elec icidad. Mien as que al in e i las conexiones, la pila
pola iza in e samen e al diodo y no deja pasa la co ien e eléc ica; po an o, la
bombilla no se encende á.
Es con enien e que los alumnos y alumnas ealicen es a expe iencia, ya que la
manipulación di ec a de apa a os y disposi i os a o ece el ap endizaje de los
enómenos que se obse an con ellos. Asimismo, la expe iencia les si ua á en una
posición idónea pa a comp ende la ca ac e ís ica I-V ideal de un diodo, que se
in oduce en la siguien e ac i idad.
Figu a 4.- Comp obación del compo amien o de un diodo.
A.5. El símbolo que se le asigna al diodo, como componen e de un ci cui o elec ónico,
es el de la igu a 5. Si se mide la in ensidad (I) que a a iesa un diodo, pa a dis in os
alo es de ensión (V) aplicada, se ob iene, de o ma ap oximada, la g á ica I–V de la
igu a 6. In e p e a, a pa i de esa g á ica, el compo amien o del diodo pa a alo es
de V.
I
+ –
V
o
V
Figu a 5.- Símbolo elec ónico del diodo.
Figu a 6.- Ca ac e ís ica I-V ap oximada de un diodo
La ac i idad p esen a, median e la ca ac e ís ica I-V ap oximada, el compo amien o
de un diodo pola izado con una ensión ex e na. Se a a de que los alumnos y
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alumnas in e p e en la g á ica de la igu a 6, y concluyan que, en pola ización di ec a
(los bo nes de la ensión aplicada coinciden con los del diodo), el diodo se compo a
como un in e up o ce ado en se ie con una uen e de ensión, de alo igual a la
ensión umb al; de al o ma que cuando la ensión de pola ización es supe io a la
ensión umb al, el in e up o se cie a. Y si es pola izado in e samen e, el diodo se
compo a á como un in e up o abie o.
En elación con la ca ac e ís ica ap oximada del diodo (Fig.6), con iene pun ualiza
que, si bien no es la ca ac e ís ica I-V eal de un diodo, supone una buena
ap oximación a la ho a de esol e ci cui os con diodos, sin que, po ello, se come an
imp ecisiones signi ica i as. Además, su empleo se jus i ica más aún si conside amos
que el alumnado al que nos di igimos, aún no posee, en su mayo ía, una capacidad
cogni i a adecuada pa a una mayo p o undización. De ahí el ni el básico y de
iniciación que se ha es ablecido en los obje i os didác icos de la p opues a didác ica.
A.6 En la g á ica I-V de la ac i idad A.4, se iene que exis e un alo de ensión
mínima a pa i de la cual un diodo conduce la co ien e eléc ica. A es e alo se le
denomina ensión umb al. De es e modo, cuando el diodo es pola izado
di ec amen e se compo a como un in e up o ce ado en se ie con una uen e de
ensión, cuyo alo es el de la ensión umb al (Vo) (Fig.7a). Po el con a io, cuando se
pola iza in e samen e, el diodo se compo a como un in e up o abie o (Fig.7b). De
acue do con es o, ealiza lo siguien e:
a) Sus i uye, en cada ci cui o de la igu a 8, el diodo po su esquema equi alen e.
b) Indica en cuál de los ci cui os de la igu a 8 se encende á la bombilla.
+ – + –
V
o
+
o o
– +
o o
–
a) b)
Figu a 7.- a) Diodo pola izado di ec amen e y su esquema
equi alen e. b) Diodo pola izado in e samen e y su esquema
equi alen e.
+ – + –
+ +
– –
a) b)
Figu a8.- ¿En qué ci cui o se encende á la bombilla?
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