informe 2 de lab de ing

Informe de laboratorio 2.

Diodo rectificador.

Por:

Ana Milena Pérez Reyes.

Cod.1032445193

19 – Abril – 2013

Universidad Antonio Nariño.

Laboratorio de ingeniería I.

Bogotá.

2013 – I.

Informe de laboratorio 2.

Diodo Rectificador.

Tabla de contenido.

1. INTRODUCCIÓN..............................................................................................................1

1.1. Abstract.................................................................................................................. 1

2. Planteamiento del problema.........................................................................................2

3. Objetivo general.............................................................................................................3

3.1 Objetivos específicos..............................................................................................3

4. Desarrollo de prácticas y resultados..............................................................................4

4.1 Identificación de terminales del diodo...................................................................4

4.2 Determinación de características...........................................................................5

4.3 Rectificador de media onda....................................................................................8

4.4 Rectificador de onda completa...............................................................................9

4.5 Rectificador puente..............................................................................................11

4.6 Rectificador de media onda con generador..........................................................12

5. Elementos y equipos de trabajo...................................................................................14

6. Conclusiones................................................................................................................15

7. Referencias.................................................................................................................. 17

8. Cuestionario.................................................................................................................18

1

1. INTRODUCCIÓN.

El presente informe pretende dar a conocer los resultados obtenidos después de la

realización de distintas prácticas de laboratorio, para reforzar la teoría expuesta.

Estas prácticas de laboratorio tenían como principal objetivo ver el funcionamiento de

los diodos rectificadores.

1.1. Abstract.

The present report seeks to highlight the results obtained after the

accomplishment of different practices of laboratory, to observe the exposed

theory.

These practices of laboratory had as principal object see the operation of

rectifier diodes.

2

2. Planteamiento del problema.

Surge la obligación de conocer la forma en que funciona el diodo rectificador y sus

terminales, conocer cómo funciona en los distintos circuitos rectificadores y su

desempeño.

3

3. Objetivo general.

Emplear los fundamentos teóricos de diodos en la práctica, para consolidar una

auténtica adquisición del conocimiento mediante el análisis de los circuitos usados

con los diodos.

1.1 Objetivos específicos.

Ejecutar en forma correcta el diseño y operación de un rectificador de media onda

y onda completa.

Poner en práctica las diferentes aplicaciones de diodos.

Conocer las especificaciones del diodo rectificador.

Identificar claramente los terminales del diodo y su diagrama.

4

4. Desarrollo de prácticas y resultados.

En esta sección se abordan los cálculos, diseños y análisis de las distintas prácticas

realizadas.

1.2 Identificación de terminales del diodo.

Un diodo es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente

eléctrica en una única dirección con características similares a un interruptor. De forma

simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: Por debajo

de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce); Por

encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia eléctrica muy pequeña.

Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son

dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier señal, como paso inicial

para convertir una corriente alterna en corriente continua. Los terminales del diodo son

ánodo que es el positivo y cátodo que es el negativo.

Figura No.1. Identificación de terminales de diodo y diagrama.

5

Determinación de estado de varios diodos y sus voltajes de umbral o tensión de barrera.

Referencia del diodo. Tensión de barrera (V). Estado.

D1N4002 0.18 OK

D1N4004 0.375 OK

D1N4007 0.68 OK

Tabla No.1. Estado y tensión de barrera de los diodos de referencia D1N4002, D1N4004, D1N4007.

1.2 Determinación de características.

Por medio del circuito de prueba mostrado en la Fig.2 se determinaran las

características del diodo a usar que es el D1N4007.

Figura No.2. Circuito de prueba para determinación de características del diodo D1N4007.

ID(mA) 1mA 5mA 10mA 15mA 20mA 25mA 50mA 70mA 95mA

VD(V) 0.4 0,47 0,513 0,6 0,641 0,675 0,692 0,702 0,752

Tabla No.2. Polarización directa a temperatura ambiente.

6

0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.80

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Curva del diodo a temperatura ambiente

Curva del diodo a temperatura ambiente

Voltaje (V)

Corr

ient

e (m

A)

Figura No.3. Curva del diodo D1N4007 a temperatura ambiente (Voltaje Vs. Corriente).

ID(mA) 1mA 5mA 10mA 15mA 20mA 25mA 50mA 70mA 95mA

VD(V) 0.35 0,42 0,463 0,55 0,591 0,625 0,642 0,652 0,702

Tabla No.3. Polarización directa a temperatura del cautín.

0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.750

102030405060708090

100

Curva del diodo a temperatura del cautin

Curva del diodo a tem-peratura del cautin

Voltaje (V)

Corr

ient

e (m

A)

Figura No.4. Curva del diodo D1N4007 a temperatura del cautín.

7

0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.80

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Curva del diodo a temperatura del cautinCurva del diodo a tempreatura ambiente

Voltaje (V)

Corr

ient

e (m

A)

Figura No.5. Superposición de las 2 curvas del diodo a diferente temperatura.

Para la tabla No.2 y la tabla No.3 se utilizó 2 multímetros uno en función de

voltímetro y el otro en la función de amperímetro.

Se debe tener controlado el tiempo cuando se coloca el cautín sobre el diodo, el

tiempo utilizado fue de 5 segundos y se pudo observar que cuando la temperatura

aumenta el voltaje disminuye.

8

1.3 Rectificador de media onda.

Para esta práctica se usa el circuito de la figura No.6 disponiendo del diodo para

realizar un rectificador de media onda con una resistencia de 1KΩ.

Figura No.6. Esquema del circuito rectificador de media onda.

La siguiente tabla muestra los resultados de esta práctica.

MEDIDA CÁLCULOS %ERROR

VRMS DE LA SEÑAL APLICADA 14.2V 14V 1.42%

VRMS DE LA SEÑAL RECTIFICADA 7.5V 7V 7.14%

VDC DE LA SEÑAL APLICADA 8.96V 9V 0.4%

VDC DE LA SEÑAL RECTIFICADA 4.78V 5V 4.4%

Vpp DE LA SEÑAL APLICADA 28.3V 27.75V 1.98%

Vpp DE LA SEÑAL RECTIFICADA 15.6V 15.1V 3.31%

FRECUENCIA DE LA SEÑAL APLICADA 60Hz 60Hz 0%

FRECUENCIA DE LA SEÑAL RECTIFICADA 55Hz 53Hz 3.77%

Tabla No.4. Resultados de la práctica de rectificación de media onda.

9

Para el completar el recuadro de Error % se utiliza la siguiente formula:

Figura No. 7 Formula de error porcentual.

1.4 Rectificador de onda completa.



Figura No.8. Esquema del circuito rectificador de onda completa.




VRMS DE LA SEÑAL RECTIFICADA 6.20V 6.6V 6.06%



Vpp DE LA SEÑAL APLICADA 19.4V 19V 2.10%

10

Vpp DE LA SEÑAL RECTIFICADA 8.86V 9V 1.55%



Tabla No.5. Resultados de la práctica de rectificación de onda completa.

Para el completar el recuadro de Error % se utiliza la fórmula de la figura No.7.

11

1.5 Rectificador puente.



Figura No.9. Esquema del circuito rectificador puente.




VRMS DE LA SEÑAL RECTIFICADA 12V 12V 0%







Tabla No.6. Resultados de la práctica de rectificación puente.


12

1.6 Rectificador de media onda con generador.



Figura No.10. Esquema del circuito rectificador de media onda con generador.




VRMS DE LA SEÑAL RECTIFICADA 6.2V 7V 11.42%






FRECUENCIA DE LA SEÑAL RECTIFICADA 55Hz 55Hz 0%

Tabla No.7. Resultados de la práctica de rectificación de media onda con generador.


13

Figura No.11. Señal rectificada de media onda con generador.

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5. Elementos y equipos de trabajo.

Los elementos implementados en las distintas prácticas son:

1 resistencia de 1KΩ.

4 diodos D1N4007.

1 transformador.

1 multímetro.

1 fuente de alimentación.

1 osciloscopio.

1 generador de señales.

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6. Conclusiones.

En esta experiencia se pudo evidenciar que el voltaje de encendido del diodo cambia

entre 0.5 y 0.7 voltios, ya que al indicar una diferencia de potencial entre estos dos

valores, el diodo conduce flujo grande de corriente.

Además, cabe enfatizar que en la polarización inversa el flujo de corriente a través de

los diodos es 0, en este caso no se puede determinar el punto de ruptura.

A continuación se puede decir que la rectificación es un procedimiento en donde una

forma de onda aplicada que cuenta con un valor promedio cero es cambiada a una que

tiene un nivel de DC. Para señales aplicadas de más de algunos voltios, la aproximación del

diodo ideal puede ser normalmente aplicada. Las características de un dispositivo no son

afectadas por la red en la que éste se utilice. La red solamente determina el punto de

operación del dispositivo. Los recortadores son redes como bien su nombre lo indica

recortan parte de la señal aplicada ya sea para crear un tipo específico de señal o para

limitar el voltaje que puede ser empleado a una red.

En dichas experiencias de laboratorio se pudo observar el trabajo del rectificador de

media onda y el rectificador de onda completa, realizados con diodos. La curva

característica del diodo sirvió para comprender la utilidad de los diodos como

rectificadores de señales alternas.

En el caso del rectificador de media onda, se comprobó que solo un semiciclo (el

semiciclo en el cual el diodo se polariza en directa) el diodo conducía la corriente y para el

otro semiciclo se comportaba como llave abierta. Es decir solo permite el paso del

semiciclo positivo y le dificulta el paso al semiciclo negativo

En el caso del rectificador de onda completa, se confirmó que los dos semiciclos de la

señal de entrada son rectificados y se presentan sobre la resistencia de carga como

16

semiciclos positivos, gracias a que en cada semiciclo hay un par de diodos que están

polarizados en directa permitiendo así que para los dos semiciclos circule corriente.

17

7. Referencias.

http://paginas.fisica.uson.mx/horacio.munguia/aula_virtual/Cursos/

Instrumentacion%20I/Documentos/Circuitos_Rectificadores.pdf

http://tamarisco.datsi.fi.upm.es/ASIGNATURAS/FFI/apuntes/

Tema_4_4_Mat_Semi.pdf

http://www.ladelec.com/teoria/informacion-tecnica/321-diodos-rectificadores

http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema3/Paginas/

Pagina3.htm

http://www.buenastareas.com/ensayos/Voltaje-Incerso-Maximo/779893.html

http://www.asifunciona.com/fisica/af_diodos/af_diodos_2.htm

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

http://omarai.wordpress.com/conceptos-teoricos/semiconductores/analisis-

previo-al-diodo-la-juntura-pn/la-juntura-pn-con-tension-aplicada/

http://www.uned.es/ca-bergara/ppropias/Morillo/web_et_dig/02_semiconduc/

diodos.pdf

18

8. Cuestionario.

¿Qué componentes básicos conforman al átomo?

RTA/ Un átomo está formado por partículas aún más pequeñas, llamadas partículas

subatómicas, son tres: electrones, protones y neutrones.

¿Qué son los electrones de valencia?

RTA/ Los electrones de valencia son los electrones que se encuentran en los

mayores niveles de energía del átomo, siendo estos los responsables de la

interacción entre átomos de distintas especies o entre los átomos de una misma. Son

los que presentan la facilidad de formar enlaces. Estos enlaces pueden darse de

diferente manera, ya sea por intercambio de estos electrones, por compartición de

pares entre los átomos en cuestión o por el tipo de interacción que se presenta en

el enlace metálico, que consiste en un "traslape" de bandas. Según sea el número de

estos electrones, será el número de enlaces que puede formar cada átomo con otro u

otros.

¿Qué fuerzas intervienen para mantener a los electrones alrededor del núcleo?

RTA/ Fuerza electromagnética, la cual afecta a los cuerpos eléctricamente cargados, es

mucho más intensa que la gravitatoria pero de un muy corto alcance y es la

responsable de todas las transformaciones físicas y químicas de átomos y moléculas.

¿En qué consiste el equilibrio eléctrico del átomo?

RTA/ El equilibrio eléctrico consiste en que hay la misma cantidad de protones,

neutrones y electrones, cuando se pierde algún electrón, el átomo pierde su equilibrio

eléctrico quedando cargado positivamente.

¿Qué es el enlace iónico y entre qué átomos se presenta?

RTA/ Es el enlace que se da entre elementos de electronegatividades muy

diferentes. Se produce una cesión de electrones del elemento menos electronegativo

al más electronegativo y se forman los respectivos iones positivos (los que pierden

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo

19

electrones) y negativos (los átomos que ganan los electrones). Este tipo de enlace

suele darse entre elementos que están a un extremo y otro de la tabla periódica. O

sea, el enlace se produce entre elementos muy electronegativos (no metales) y

elementos poco electronegativos (metales).

¿Qué es el enlace covalente y entre qué átomos se presenta?

RTA/ Es el enlace que se da entre elementos de electronegatividades altas y muy

parecidas, en estos casos ninguno de los átomos tiene más posibilidades que el otro

de perder o ganar los electrones. La forma de cumplir la regla de octeto es mediante la

compartición de electrones entre dos átomos. Cada par de electrones que se

comparten es un enlace. Este tipo de enlace se produce entre elementos muy

electronegativos (no metales). Los electrones que se comparten se encuentran

localizados entre los átomos que los comparten

¿Qué es el enlace metálico?

RTA/ Es el enlace que se da entre elementos de electronegatividades bajas y muy

parecidas, en estos casos ninguno de los átomos tiene más posibilidades que el otro

de perder o ganar los electrones. La forma de cumplir la regla de octeto es mediante la

compartición de electrones entre muchos átomos. Se crea una nube de electrones que

es compartida por todos los núcleos de los átomos que ceden electrones al conjunto.

Este tipo de enlace se produce entre elementos poco electronegativos (metales). Los

electrones que se comparten se encuentran deslocalizados entre los átomos que los

comparten.

¿Qué nombre adquiere el resultado de enlazar dos o más átomos?

RTA/ Recibe el nombre de molécula.

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¿Los gases nobles forman enlace?

RTA/ Los gases nobles no forman enlaces químicos porque tienen su último nivel

energético completo, es decir, poseen 8 electrones, lo que le otorga gran estabilidad y

por eso no buscan combinarse químicamente.

¿Cuáles son los niveles de energía que se consideran en un átomo?

RTA/ Existen 7 niveles de energía o capas donde pueden situarse los electrones,

numerados del 1, el más interno, al 7, el más externo. Los niveles de energía son: K= 2

e-, L= 8e-, M= 18e-, N= 32e-, O= 50e-, P= 72e-, Q=98e-, el número de electrones (e-).

¿De los niveles de energía cuáles son los que interesan?

RTA/ El ultimo nivel de energía

¿Qué es el electrón voltio?

RTA/ El Electrón-voltio, unidad de energía con símbolo eV, es utilizada para pequeñas

energías. 1 eV se define como la cantidad de energía equivalente a la que gana un

electrón libre (o un protón) cuando es acelerado mediante una diferencia de potencial

de un voltio en el vacío.

¿Qué significa que un electrón de valencia pase a la banda de conducción?

RTA/ En virtud de que las bandas de valencia y de conducción son adyacentes, se

requiere sólo una cantidad despreciable de energía para promover un electrón de

valencia a la banda de conducción, donde adquiere libertad para moverse a través de

todo el metal, dado que la banda de conducción carece de electrones. Esta libertad de

movimiento explica el hecho de que los metales sean capaces de conducir la corriente

eléctrica, esto es, que sean buenos conductores.

¿Qué es un portador de corriente?

RTA/ Las lagunas y los electrones en estado libre en un semiconductor son los

llamados portadores de corrientes

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¿Cuál es la diferencia entre un conductor, un aislante y un semiconductor desde el

punto de vista de las bandas de energía?

¿Cómo se comporta un semiconductor a temperatura cero absoluto?

RTA/ A temperatura cercana al cero absoluto no hay electrones libres y el

semiconductor se comporta como un aislador o dieléctrico. A mayores temperaturas

algunos electrones adquieren suficiente energía para escapar del enlace y se

convierten en electrones “libres” (libres pero dentro del sólido cristalino), dejando

atrás una vacante en el enlace covalente.

¿Cuáles son los portadores en un semiconductor?

RTA/ Los portadores de un semiconductor con los electrones y los huecos reciben el

nombre.

¿Qué carga se le asocia a un hueco?

RTA/ Es la ausencia de un electrón en la banda de valencia. Tal banda de valencia

estaría normalmente completa sin el "hueco". Una banda de valencia completa (o casi

completa) es característica de los aislantes y de los semiconductores. El hueco de

electrón tiene valores absolutos de la misma carga que el electrón pero,

contrariamente al electrón, su carga es positiva.

¿Cuáles son los semiconductores utilizados en la fabricación de los dispositivos

electrónicos?

RTA/ Los semiconductores más utilizados para la fabricación de dispositivos

electrónicos son el silicio y el germanio.

¿Por qué se suele utilizar más a menudo el silicio y no el germanio?

RTA/ Porque el silicio es rentable debido a que es el segundo elemento más

abundante sobre la tierra, tiene una baja densidad y más fuerte que el Germanio.

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¿Qué es un semiconductor intrínseco?

RTA/ Es un semiconductor puro. A temperatura ambiente se comporta como un

aislante porque solo tiene unos pocos electrones libres y huecos debidos a la energía

térmica.

En un semiconductor intrínseco también hay flujos de electrones y huecos, aunque la

corriente total resultante sea cero. Esto se debe a que por acción de la energía térmica

se producen los electrones libres y los huecos por pares, por lo tanto hay tantos

electrones libres como huecos con lo que la corriente total es cero.

¿Qué es el tiempo de vida de un portador?

RTA/ Es el tiempo de existencia de un hueco (electrón) antes de recombinarse.

¿Cómo es el número de huecos comparado con el de electrones en un

semiconductor intrínseco y por qué?

RTA/ El número de huecos comparado con el de electrones en un semiconductor

intrínseco es IGUAL, esto se debe a que por acción de la energía térmica se producen

los electrones libres y los huecos por pares, por lo tanto hay tantos electrones libres

como huecos con lo que la corriente total es cero.

¿Qué significa dopar un semiconductor?

RTA/ Es el proceso intencional de agregar impurezas en un semiconductor

extremadamente puro (también referido como intrínseco) con el fin de cambiar sus

propiedades eléctricas.

¿Cómo se denomina a un semiconductor contaminado?

RTA/ Se denomina como semiconductor extrínseco.

¿Con qué materiales se contamina un semiconductor?

RTA/ Con impurezas pequeñas y en cantidades exactas de elementos como Indio,

Aluminio o Fósforo.

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¿Cuáles son los portadores mayoritarios en un semiconductor tipo N?

RTA/ Los portadores mayoritarios en el semiconductor tipo N son los de carga

negativa o electrones.

¿Cuáles son los portadores minoritarios en un semiconductor tipo N?

RTA/ Los portadores minoritarios en el semiconductor tipo N son los huecos o de

carga positiva.

¿Cuáles son los portadores mayoritarios y minoritarios en un semiconductor tipo P y

quién los genera?

RTA/ Los portadores mayoritarios son los huecos y los minoritarios son los electrones

y los generan los dopantes.

¿Qué es un átomo aceptor y un átomo donador?

RTA/ Un átomo aceptor es una red cristalina de silicio, si introducimos impurezas de

modo controlado de elementos trivalentes como el galio o indio, existirá un

enlace deficitario en electrones que a muy bajas temperaturas es completado por

electrones procedentes de otros enlaces, los cuales dejarán un "hueco". Dicho hueco

es móvil y se comporta como una partícula real cargada positivamente. Como

consecuencia, el átomo de impureza se ioniza con carga negativa (tiene un electrón de

más), constituyendo una carga fija en la red. Un átomo de donador es una red

cristalina de silicio, si introducimos impurezas de modo controlado de elementos

pentavalentes como el fósforo, arsénico o antimonio, el quinto electrón de la

impureza se ioniza a muy bajas temperaturas proporcionando electrones libres en la

red. Como consecuencia, el átomo de impureza se ioniza con carga positiva,

constituyendo una carga fija en la red.

¿Por qué se genera la corriente de difusión en el semiconductor?

RTA/ Ésta corriente aparece en forma espontánea cuando de un lado del

semiconductor hay mayor concentración de portadores que en otro lado, es decir,

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cuando existe un gradiente de concentración de portadores. La corriente de difusión

en un semiconductor no necesita campo eléctrico externo aplicado para producirse.

¿Cuándo se genera la corriente de arrastre en el semiconductor?

RTA/ El efecto de arrastre es análogo al que se produce en los metales, está

motivado por el campo eléctrico aplicado, debido al cual los electrones libres de la

Banda de conducción y los huecos en la Banda de valencia se mueven en sentidos

opuestos, dando lugar a una corriente en el mismo sentido suma de ambos.

¿Cómo se forma un diodo?

RTA/ Un diodo se forma cuando se unen dos piezas de cristal

semiconductor compuestas por átomos de silicio (Si) puro, pero procesadas cada una

de forma diferente. Durante el proceso de fabricación del diodo ambas piezas se

someten por separado a un proceso denominado “dopado” consistente en añadirle a

cada una “impurezas” diferentes, procedentes de átomos de elementos

semiconductores también diferentes. Al final del proceso se obtiene una pieza de

cristal de silicio positiva (P) con faltante de electrones en su estructura atómica (lo que

produce la aparición de “huecos”) y otra pieza negativa (N) con exceso de electrones.

¿Por qué se forma una barrera de potencial en la unión del diodo?

RTA/ El campo eléctrico entre los iones es equivalente a una diferencia de potencial

llamada "Barrera de Potencial" que a 25 ºC vale:

- 0.3 V para diodos de Ge.

- 0.7 V para diodos de Si.

25

¿Qué significa polarizar un dispositivo?

RTA/ Polarizar directamente es aplicar una tensión como se muestra en la figura

siguiente.

Juntura PN con polarización directa. Puede observarse que la polarización directa

provocó una disminución del ancho de la barrera de potencial de la zona de

agotamiento. El lado p tiene una diferencia de potencial positiva respecto al lado n.

Los electrones y huecos tienen ahora mayor facilidad para cruzar la barrera. La

corriente de difusión aumenta y la de deriva disminuye, teniendo así una corriente

neta en el diodo que circula desde el lado p hacia el lado n.

¿Qué corriente se genera al polarizar en inverso un diodo y a qué se debe esa

corriente?

RTA/ La polarización inversa provoca que el lado n tenga una diferencia de potencial

positiva respecto al lado p. Esta diferencia de potencial positiva provoca que la barrera

de potencial de la región de agotamiento se expanda, impidiendo con mayor fuerza

que los portadores mayoritarios la crucen. Impedir que los portadores mayoritarios

pasen hacia el otro lado por difusión provoca un aumento de la corriente de deriva la

cual está compuesta por los portadores minoritarios. Al ser los portadores minoritarios

menores en cantidad, la corriente inversa es pequeña. Esta corriente trasciende las

barreras de la juntura pn, circulando desde el lado n al lado p. La concentración de

portadores minoritarios se mantiene a ambos lados de la juntura gracias a la

generación térmica.

http://omarai.files.wordpress.com/2009/07/juntura-pn-33.jpg

26

¿Qué características eléctricas presenta un diodo polarizado en inverso?

RTA/ Un diodo polarizado de forma inversa impide que la.corriente eléctrica pueda

fluir en sentido contrario, por lo que no puede atravesarlo, ni completarse.

¿Qué características eléctricas presenta un diodo polarizado en directo?

RTA/ Es aplicar tensión positiva a la zona P y negativa a la zona N. Un diodo PN

conduce en directa porque se inunda de cargas móviles la zona de depleción. La

tensión aplicada se emplea en:

- Vencer la barrera de potencial.

- Mover los portadores de carga.

¿Cómo se reduce la barrera de potencial del diodo?

RTA/ Cuando la tensión aplicada al diodo de silicio alcanza 0,7 volt, el tamaño de la

zona de depleción se reduce por completo y los electrones en la parte negativa

adquieren la carga energética necesaria que les permite atravesar la barrera de

potencial.

¿Qué efecto tiene la temperatura en la polarización directa e inversa del diodo?

RTA/ Se puede demostrar que la corriente de saturación inversa se duplica cada

incremento de 10ºC. La característica directa del diodo también se ve afectada por la

temperatura, siendo el efecto más importante la influencia sobre la barrera de

potencial, conforme aumenta la temperatura, la tensión directa necesaria para

polarizar el diodo disminuye y por tanto decimos que tiene un coeficiente de

temperatura negativo (en inglés "tempco" negativo). El valor de esta variación en

diodos de señal tanto de silicio como de germanio es de 2mV por grado centígrado.

¿Qué sucede si un diodo supera el PRV?

RTA/ Voltaje reverso máximo o voltaje inverso máximo es el voltaje máximo que un

diodo puede soportar en la dirección contraria sin la subdivisión o el avalancha. Si se

excede este voltaje, el diodo puede ser destruido. Los diodos deben tener un grado

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inverso máximo del voltaje que sea más alto que el voltaje máximo que será aplicado a

ellos en un uso dado.

¿En qué consiste la avalancha térmica del diodo?

RTA/ En el efecto avalancha la ionización se produce por choques de los portadores

minoritarios con los átomos. Al subir la temperatura los átomos adquieren también

más energía térmica y por tanto vibran más lo que da como resultado más colisiones.

Pero como los electrones chocan con el átomo antes de haber recorrido la suficiente

distancia y tener por tanto la suficiente energía cinética, no desprenden ningún

electrón adicional y se ionizan menos átomos. Por tanto necesitamos más campo

eléctrico (más tensión inversa) para ionizar la unión y la tensión de ruptura por efecto

avalancha aumenta con la temperatura. El coeficiente de temperatura del efecto

avalancha es positivo.

¿Qué sucede con la tensión de barrera cuando aumenta la temperatura?

RTA/ Esta corriente, como depende de los portadores minoritarios será muy débil y

prácticamente independiente de la tensión aplicada

Si un diodo está en capacidad de manejar alta corriente, ¿cómo cree que se puede

controlar la temperatura de trabajo?

RTA/ Se puede controlar la temperatura de trabajo teniendo una buena ventilación y

que así no se sobrepase el margen de temperatura de operación que se encuentra

indicado en las especificaciones del diodo.

¿Es el diodo un dispositivo lineal o no lineal? Sustentar su respuesta.

RTA/ El diodo es un dispositivo no lineal, debido a su composición a partir de material

semiconductor, lo que hace que exista una barrea de potencial y esto hace que su

curva característica no sea recta.

¿Qué características debe tener el diodo ideal?

RTA/ Las características de un diodo ideal son las de un interruptor que puede

conducir corriente en una sola dirección.

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¿Por qué se denomina al diodo rectificador?

RTA/ Porque este separa los ciclos positivos de una señal de corriente alterna.

¿Cómo se denominan los terminales del diodo?

RTA/ La Terminal positiva del diodo se le denomina ánodo y la Terminal negativa se

denomina cátodo.

Se puede establecer una forma normal de polarizar un diodo? Explicar su respuesta.

RTA/ La forma normal de polarizar el diodo es en directa, porque es la forma correcta

en la que conduce el diodo.

¿Qué se debe añadir al circuito en que está un diodo polarizado en directo y por

qué?

RTA/ Se debe añadir una resistencia para limitar la corriente, ya que si esta no se

coloca el diodo continua aumentado la corriente llevándolo al deterioro por completo

¿Qué características circuitales y de funcionamiento tiene un rectificador de media

onda?

RTA/ El rectificador de media onda es un circuito empleado para eliminar la parte

negativa o positiva de una señal de corriente alterna de lleno, conducen cuando se

polarizan inversamente. Además su voltaje es positivo.

¿Qué características circuitales y de funcionamiento tiene un rectificador de onda

completa?

RTA/ Un rectificador de onda completa es un circuito empleado para convertir una

señal de corriente alterna de entrada (Vi) en corriente continua de salida (Vo)

pulsante. A diferencia del rectificador de media onda, en este caso, la parte negativa

de la señal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la señal se convertirá en

negativa, según se necesite una señal positiva o negativa de corriente continua.

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¿Qué características circuitales y de funcionamiento tiene un rectificador puente?

RTA/ Es un circuito electrónico usado en la conversión de corriente alterna en

corriente continua. Es conocido además como circuito o puente de Graetz, en

referencia a su creador, el físico alemán Leo Graetz. Consiste en cuatro diodos

comunes de uso general, que convierten una señal con partes positivas y negativas en

una señal únicamente positiva. Un simple diodo permitiría quedarse con la parte

positiva, pero el puente permite aprovechar también la parte negativa.

Trace la curva de transferencia de un rectificador puente.

RTA/

Determinar el voltaje pico inverso que soporta el diodo en cada uno de los tres

rectificadores.

RTA/ El PIV= 1.5 V en cualquiera de los 3 rectificadores.

¿Con qué especificaciones técnicas se adquiere comercialmente un diodo?

RTA/ Las especificaciones técnicas con las que se adquiere comercialmente un diodo,

son el voltaje de umbral y el material.

¿Qué especificaciones eléctricas no se deben superar en el funcionamiento del

diodo?

RTA/ Las especificaciones eléctricas que no se deben superara en el manejo de un

diodo es la corriente máxima en directa, la tensión de ruptura en polarización inversa

y la corriente en inversa.

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¿Qué es el factor de rizado y, desde su punto de vista, que es mejor: un factor de

rizado pequeño o grande? Explicar su respuesta.

RTA/ El factor de rizo algunas veces llamado fluctuación o ripple (del inglés), es la

pequeña componente de alterna que queda tras rectificarse una señal a corriente

continua. El rizado puede reducirse notablemente mediante un filtro de condensador,

este proceso es llamado a veces "filtrar", y debe entenderse como la reducción a un

valor mucho más pequeño de la componente alterna remanente tras la rectificación,

pues, de no ser así, la señal resultante incluye un zumbido a 60 ó 50 Hz muy molesto.

Desde mi punto de vista es mejor que sea pequeño el rizado ya que esto es lo que da

la calidad de la señal que se obtiene.

Al conectar uno de los rectificadores a la red de energía doméstica, ¿qué parámetros

eléctricos se deben tener en cuenta para seleccionar los diodos?

RTA/ Se debe tener en cuenta la corriente máxima, VRSM o Tensión inversa de pico

no repetitiva, IFSM o Corriente directa de pico (inicial) no repetitiva.

¿Qué es la recta de carga y cómo se construye para un circuito con diodo?

RTA/

La recta de carga es una herramienta que se emplea para hallar el valor de la corriente

y la tensión del diodo. Tiene una pendiente negativa. El punto de corte de la recta de

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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 VS y RS.

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".

¿Qué efecto se obtiene si coloca dos o más diodos en paralelo?

RTA/ El efecto que se tiene es que soportan mas corriente.

Y ¿qué se logra cuando se colocan dos o más diodos en serie?

RTA/ El efecto que se tiene es soportan mas voltaje.

Explique el significado de los siguientes parámetros: IFM, IFSM, VR, PVR, VF(Av), VRRM, VRSM,

Tj, VRWM, IFRM, TA, Io, JEDEC

RTA/ IFM: Es la corriente continua máxima que puede atravesar el diodo en directa sin

que este sufra ningún daño, puesto que una alta corriente puede provocar un

calentamiento por efecto Joule excesivo.

IFSM: Corriente directa de pico (inicial) no repetitiva.

VR: Tensión inversa en los extremos del diodo en polarización

inversa.

PVR: Tensión de ruptura en polarización inversa (Breakdown Voltage, BV; Peak

Inverse Voltage, PIV): Es la tensión a la que se produce el fenómeno de ruptura por

avalancha.

VF(Av): Tensión directa en los extremos del diodo en conducción.

VRRM: Tensión inversa de pico repetitiva.

VRSM: Tensión inversa de pico no repetitiva.

Tj: Valor máximo de la temperatura que soporta la unión de los semiconductores

VRWM: Tensión inversa de cresta de funcionamiento.

IFRMS: Corriente eficaz en estado de conducción. Es la máxima

corriente eficaz que el diodo es capaz de soportar.

TA: Tiempo de almacenamiento.

32

JEDEC: En Estados Unidos se utiliza la nomenclatura de la JEDEC ( Joint Electronic

Devices Engineering Council) regulado por la EIA (Electronic Industries Association),

que consta de un número, una letra y un número de serie (este último sin significado

técnico).

informe 2 de lab de ing

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