comportamiento del diodo 6

1

Diodos en AC/DCPractica # 6

Geovanny CarpioJonnathan Jara

Universidad Politecnica SalesianaCuenca, Ecuador

[email protected][email protected] Analógica I

Abstract—El presente informe tratará el análisis del dispos-itivo semiconductor conocido como diodo, su funcionamiento ocomportamiento ante la influencia de la corriente directa y laalterna, teniendo diferentes análisis y respuestas, para lo cual sesometerá a diferentes circuitos donde se analizará la respuestade cada uno.

Index Terms—Diodo , Funcionamiento

I. OBJETIVOS

• Objetivo GeneralDiseñar, simular y coprobar circuitos con Diodos en ACy DC

• Objetivos Específico

– Diodos en DC:

∗ Para cada circuito, calcular coltajes y corrientesen cada nodo

∗ Aplicar los voltajes voltajes de corriente directaindicados, medir con el multímetro los voltajesen cada nodo con respecto a tierra, determinar lascorrientes y comparar con los valores calculadosy simulados.

Fig. 1. Esquemas a realizar en DC

– Diodos en AC

∗ Para cada circuito, calcular los voltajes, corrientesy dibujar la forma de onda en cada nodo.

∗ Aplicar Vi = 10Vp-p, f = 60Hz, tensión senoidalmediante el generador de funciones, visualizar yanalizar las formas de onda en cada nodo conrespecto a tierra y comparar con los resultadoscalculados y simulados.

Fig. 2. Esquemas a realizar en AC

II. MARCO TEÓRICO

A. Definición

Los diodos son dispositivos semiconductores que permitenhacer fluir la electricidad solo en un sentido. La flecha delsímbolo del diodo muestra la dirección en la cual puede fluirla corriente. El diodo es la unión de un material tipo P y untipo N. Un diodo como ya se dijo está formado por una partetipo P, una tipo N y además posee una zona de agotamientoen donde luego de sobrepasar esta zona permite la conduccióndel diodo, como veremos en la Fig. 1. El voltaje que necesitael diodo para conducir es 0.7v

Fig. 3. Partes del Diodo

• Zona P: Semiconductora, con una resistencia RP.• Zona N, semiconductora, con una resistencia RN.• Zona de agotamiento: No es conductora, puesto que no

posee portadores de carga libres. En ella actúa un campoeléctrico, o bien entre los extremos actúa una barrera depotencial.

B. Polarización del Diodo

• Polarización Directa: Consiste en conectar los terminales,positivo a la parte P y negativo a la parte tipo N con lo

2

cual se aplicará una tensión al diodo, luego de excitarlolo suficiente permitirá que este conduzca de lo contrarioel voltaje lo consumirá el mismo diodo, la respectivaconexión explicada se ve en la Fig. 2. Un diodo PNconduce en directa porque se inunda de cargas móvilesla zona de deplección.

Fig. 4. Polarización Directa

• Polarización Inversa: Es todo lo contrario a la anterior,consiste en conectar el terminal positivo al material tipoN y el material tipo P al terminal de negativo lo queprovocara que la zona de saturación nunca se agote ydado esto comenzará a almacenar hasta romperse en suimax lo que se conoce como efecto avalancha

Fig. 5. Polarización Inversa

III. MATERIALES Y HERRAMIENTAS

Los materiales utilizados en la práctica se muestra en laTabla I

Materiales CantOsciloscopio 1

Sondas 3Generador de Funciones 1

Diodos 17Resistencias 11Multimetro 1

Fuente DC variable 1TABLE I

DESCRIPCIÓN DE MATERIALES Y HERRAMIENTAS

IV. DESARROLLO

A continuación se presenta las simulaciones y cálculosobtenidos en la práctica realizada

A. Simulaciones

Se comienza realizando el análisis de los circuitos enDC para ello veremos los resultados que nos muestran susrespecticas simulaciones

• Primer circuito en DC

Fig. 6. Esquemas 1 en DC

Fig. 7. Simulaciones esquema 1 en DC

• Segundo circuito en DC

Fig. 8. Esquema 2 en DC


3

• Tercer circuito en DC

Fig. 10. Esquema 3 en DC


Luego se procede a realizar las simulaciones respectivas delas segunda parte, la cual se refiere a los diodos en AC

• Primer circuito en AC

Fig. 12. Esquema 1 en AC

Fig. 13. Simulaciones esquema 1 en AC

• Segundo circuito en AC



• Tercer circuito en AC



B. Mediciones

En el primer caso, en corriente directa, utilizaremos losmultímetros para realizar las mediciones tanto de voltaje comode corriente y comprobaremos con las respectivas simula-ciones, esto se muestra en las respectivas Tablas


4

TABLE IIMEDICIONES ESQUEMA 1 DC


TABLE IIIMEDICIONES ESQUEMA 2 DC


TABLE IVMEDICIONES ESQUEMA 3 DC

Para las mediciones se utilizará el osciloscopio y su medidapor escala y multiplicando por factor dado por este, para ellose mostrará la tabla donde se muestra el Voltaje Medido encada nodo


Fig. 18. Gráfica Nodo A en el osciloscopio esquema 1 AC

TABLE VMEDICIÓN ESQUEMA 1 AC

• Segundo circuito en ACNodo A:

Fig. 19. Gráfica Nodo A esquema 2 AC

Nodo B:

Fig. 20. Gráfica Nodo B esquema 2 AC

Nodo C:

Fig. 21. Gráfica Nodo C esquema 2 AC

TABLE VIMEDICIONES ESQUEMA 2 AC


5

Fig. 22. Gráfica en el osciloscopio esquema 3 AC

TABLE VIIMEDICIONES ESQUEMA 3 AC

C. CálculosPrimero se calculará lso voltajes y corrientes nodales en

cada punto, para ello nos basaremos en la Ley de Kircchoff,en donde obtendremos los voltajes de cada uno y calcularemosla corriente entonces:


A = V in− 0, 7 = 10 − 0, 7 = 9, 3V

B = V in− (0, 7 × 2) = 10 − 1, 4 = 8, 6V

C = V in− (0, 7 × 3) = 10 − 2, 1 = 7, 9V


A = V in− 0, 7 = 10 − 0, 7 = 9, 3V

B = V in− (0, 7 × 2) = 10 − 1, 4 = 8, 6V


A = V in− 0, 7 = 15 − 0, 7 = 14, 3V

Para los cálculos de los circuitos en AC se procederá a are-alizar la estimación de las ondas mediante gráficos diseñadospor nosotros mismo


Fig. 23. Gráfica estimada esquema 1 AC

• Segundo circuito en AC




V. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Para realizar el análisis de resultados se realizará el análisisde error relativo porcentual entre los valores medidos, calcula-dos y simualdos y se mostrará en las Tablas a continuación conlo que se verifica el margen de error que posee cada medición,entonces podremos verificar la exactitud y la diferencia entrecada uno.

Para hacer el cálculo del porcentaje del error relativoseguimos la siguiente fórmula

εr = (∆/V R) · 100

Donde;∆ =Error absoluto, que se obtiene de la diferencia del valor

real menos el valor calculadoV R =Valor real, en nuestro caso el valor medido y el que

nos muestra la simulación


6

TABLE VIIITABLA DE COMPARACIÓN ESQUEMA 1 DC

TABLE IXTABLA DE ERRORES ESQUEMA 1 DC


TABLE XTABLA DE COMPARACIÓN ESQUEMA 2 DC

TABLE XITABLA DE ERRORES ESQUEMA 2 DC


TABLE XIITABLA DE COMPARACIÓN ESQUEMA 3 DC

TABLE XIIITABLA DE ERRORES ESQUEMA 3 DC

Como se puede observar en las tablas presentadas la variaciónentre los datos reales y los simulados son iguales y su error esdespreciable esto se puede verificar al observar las gráficas decada uno presentadas anteriormente, también se debe acotarque el análisis de error de los circuitos en AC solo se puedeverificar gráficamente donde vemos que son casi iguales lassimualdas con respecto a las medidas, solo cambia algunosresiduos de voltaje antes de cero lo cual indica la diferenciaentre lo ideal y lo real.

VI. CONCLUSIONES

The practice has made the behavior and working with thedifference in DC and AC diodes, as was observed in DC

diodes are polarized and consume only the voltage required todrive while having bipolar signals such as sine, performs oneefecti rectifier allowing the passage of a portion of the inputwaveform and obtain pulsed or continuous wave dependingarmed scheme, the diodes can also be used as signal clippersand thereby be able to have square waves as in the last circuitassembly.

REFERENCES

[1] Hambley, A. R. (2000). Electronica. Michigan: Prentice-Hall.[2] Electronica Facil. (19 de Mayo de 2015). Electronica Facil. Obtenido de

http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Funcionamiento-del-diodo.php[3] Molina, A. (19 de Mayo de 2015). Profesor Molina. Obtenido de

http://www.profesormolina.com.ar/tutoriales/diodo.htm

comportamiento del diodo 6

Documents