diodos jaime peña
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UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP
Jaime Guillermo Peña García Ingeniería de Sistemas e Informática
Física ElectrónicaIV Ciclo
2012
DIODOS
Símbolo. Polarización Tipos de diodos Curva característica Aproximaciones lineales del diodo rectificador Aproximaciones lineales del diodo Zener Resolución de circuitos con diodos
Características. Símbolo
• Diodo semiconductor: unión PN. Referencia: diodos de silicio (Si)• Elemento biterminal. Terminales diferentes.
+Cátodo Ánodo –
Polarización directa Polarización inversa
+ –
+ –
E
I
+–
+ –
E
I
Diodo rectificador• En P.D. conduce corriente. En P.I. no conduce.
Diodo LED• En P.D. conduce corriente y emite luz.• En P.I. no conduce corriente y no emite luz.
Fotodiodo• Opuesto al anterior. En P.I. absorbe luz detectada y conduce corriente
Diodo Zener• En P.D. como el diodo rectificador• En P.I., si se supera cierta tensión (tensión Zener) conduce también.
Tipos de diodos
Diodo rectificador• Relación exponencial
Curva característica corriente/tensión
+ –VD
ID ID
I.P. D.P.
0,7 VVD
ID
• P.I. corriente de saturación (pocos nA)• P.D. tensión umbral• P.I.: ruptura ID IS e
qVD
KT
1
Diodo Zener• Peculiaridad en P.I: superada Vz, “ruptura Zener”
conduce corriente sentido inverso
Curva característica corriente/tensión
D.P.
0,7 V
I.P.
VD
ID
VZ
+ –VD
ID ID
Primera aproximación: diodo ideal
• P.D. conduce como un cortocircuito• P.I. no conduce• Aproximación más alejada
Aproximaciones lineales del diodo rectificador
D.P.I.P.
VD
ID
A B+ –VD
ID ID
ID
D. P. : A B+ –VD =0
I. P. : A B+ –
CondiciónEcuación
VD =0 ID ³ 0
ID =0 VD £0ID =0
VD
Segunda aproximación (más frecuente)
• P.D. conduce a partir de 0,7V• P.I. no conduce• Tiene en cuenta la tensión umbral
Aproximaciones lineales del diodo rectificador
D.P.
0,7 V
I.P.
VD
ID
D. P. :
CondiciónEcuación
A B+
+ –
0,7 V
–
A B+ –
ID
ID
VD
VD
=0,7 V
I. P. : A B+ –
ID =0
VD
ID =0 VD £0, 7 V
VD =0,7 V ID ³ 0ID ID
Tercera
• P.D. conduce a partir de 0,7V, pero la tensión aumenta si la corriente aumenta
• P.I. no conduce
Aproximaciones lineales del diodo rectificador
D.P.
0,7 V
I.P.
VD
ID
D. P. :
Condición Ecuación
I. P. :
A B
+
A B+
+ –0,7 V
( r = 0,5 - 1 )–
–
r resistencia interna
A B+ –V
D
ID
ID
VD
ID
=0
ID
=0 VD
£0, 7 V
VD
= 0, 7 + rID
VD
=0,7 +rID
ID
³ 0r
ID
• Sólo una aproximación (se pueden hacer más)• Similar a la 2ª aprox. del diodo rectificador• En P.D. se comporta igual, también a partir de 7V• En P.I. al llegar a la tensión Zener, conduce corriente en sentido
contrario
Aproximaciones lineales del diodo Zener
ID
D.P.
0,7 V
región Zener
región normal
I.P.
VD
-VZ
D. P. :CondiciónEcuación
I. P. :
región normal:
región Zener:
parámetro conocido
B+
A
–VD
ID
ID
ID =0
A B
+
+ –
0,7 V
–
ID
VD =0,7 V
VD =0,7 V
+–
IZ
IZ
VZ
ID ³ 0 º IZ £0
A B+ –VD
ID =0
VZ
-VZ £VD £0,7 V
A B
+
+–
–VD = -VZ
IZIZVZ
IZ ³ 0 º ID £0VD = -VZ
• Punto de operación del diodo• Recta de carga
Resolución gráfica de circuitos con diodos
I.P. D.P.
0,7 VVD
ID
+–
+
–
A
B
VDIDETh
RTh
DDThTh VIRE
DThTh
ThD V
RR
EI
1
• Intersección: punto de operación del diodo
Resolución gráfica de circuitos con diodos
Q Punto de operación
VD
ID
ETh
RTh
ETh
VQ
VQ
,IQ( )
IQ
• Generador de tensión continua o fuente de alimentación
Una aplicación del diodo: el rectificador
220 V 50 Hz
6 V
50 Hz
5 V
Fu en te d e a l imen ta ció n T
ran
sfo
rmad
or
Rec
tifi
cad
or
Fil
tro
Reg
ula
do
r
1. Transformador
señ al d e c.a.
señ al d e c.a. más p eq u eñ a
Transformador
+
–vE
+
–vS
2.a Rectificador de media onda
c.a. (positiva y negativa)
c. pseudocontinua+
–
+
–
Rectificador
vEvS ³ 0
vS
D
+
Entrada Salida
+
Rectificador– –
vE v
S =v
R
RL
1.- VE> 0 i > 0 0 ≤ t ≤ T/2D
++
––RL vS =vE ³ 0vE ³ 0
i
2.- VE < 0 i < 0 T/2≤ t ≤ TD
+
+
–
–
RLv
E£0 i =0 v
S =0
+
–>0
¶ ¶
T
T2
vE
vS
t
t
2.b Rectificador de onda completa: primera opción
+
+
+
RL
–vS
–
–vEA
vEB
vEA =vE
vEB = -vE
DA
DB
+
+
+
–– –
vS RLDA
DB
vEA
vEB
1.- VEA> 0 y VEB < 0
2.- VEA< 0 y VEB > 0
++
–vEA
RL
–vS
DA
+
+
––
vS
RL
vEB
DB
¶ ¶
T
t
t
vE
vS
vEA v
EB
3. Filtro
D
+
Entrada Salida
+ Rectificador
Filtro
C––
vE
vS =v
R
T4
5T 4
vS
t
vE
vE=v
Cv
E=v
C
T4 3T
4
t
vS
vEA
vEB
vEA
=vC
vEB
=vC
• Filtro con rectificador de media onda
• Filtro con rectificador de onda completa
4. Regulador
D
+
Entrada Salida
+
Regulador
C–
RL v
S =v
Rv
E
–
VZV min
t
vS
• Regulador con rectificador de media onda
• Regulador con rectificador de onda completa
VZ
V min
vS
t
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