Laboratorio I-A: Características del Diodo 1

ELECTRÓNICA I

CARACTERÍSTICAS DEL DIODO

CATEDRATICO:

ING. JOSÉ ROBERTO RAMOS LÓPEZ

GRUPO DE LABORATORIO: 04

INSTRUCTOR:

BR. IGNACIO FERNANDO FLORES CLAROS

ESTUDIANTES:

BR. CRISTIAN ANTONIO AGUILAR QUINTANILLA AQ13003

BR. DANIEL VLADIMIR JIMENEZ ALAS JA13001

CUIDAD UNIVERSITARIA, 7 DE SEPTIEMBRE DE 2015

RESUMEN.

Se implementarán cinco circuitos utilizando diodos, el primero para analizar las

características i-v del diodo, el segundo y tercero se hará un análisis en grandes señales, el

cuarto un análisis en pequeñas señales y por ultimo un rectificador de media onda mejorado

(superdiodo) . Mediante la implementación de los circuitos se obtendrán los parámetros de

interés necesarios estos son, la curva característica i-v del diodo, RS e IS según el modelo

Schokley, las formas de onda de entrada y salida en grandes señales para la fuente y la

resistencia tanto para el circuito simple como para el puente de diodos, el valor de la

resistencia ro alrededor de un punto de operación Io para pequeñas señales y las formas de

onda de entrada (Vin) y salida (+Vo) en los extremos de RL para el rectificador de media

onda mejorado.

MATERIALES Y EQUIPO EMPLEADO EN LABORATORIO.

1 Circuito integrado LM741.

4 Diodos 1N914.

3 Resistencias: 100Ω, 458 Ω, 1kΩ.

1 Protoboard con fuentes de voltaje incorporadas ETS-7000 K&N.

1 Generador de funciones 33210A Agilent Technologies.

1 Osciloscopio digital DSO1012A Agilent Technologies.

1 Multímetro digital PM 2518 Philips.

1 Multímetro digital K-7905A Knight.

Laboratorio I-A: Características del Diodo 2

INTRODUCCIÓN.

Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la

corriente eléctrica a través de él en un sentido. Este término generalmente se usa para

referirse al diodo semiconductor, el más común en la actualidad; consta de una pieza de

cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos. El diodo de vacío (que

actualmente ya no se usa, excepto para tecnologías de alta potencia) es un tubo de vacío

con dos electrodos: una lámina como ánodo, y un cátodo.

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), y 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. Su principio de funcionamiento está

basado en los experimentos de Lee De Forest.

Los primeros diodos eran válvulas o tubos de vacío, también llamados válvulas

termoiónicas, constituidos por dos electrodos rodeados de vacío en un tubo de cristal, con

un aspecto similar al de las lámparas incandescentes. El invento fue desarrollado en 1904

por John Ambrose Fleming, empleado de la empresa Marconi, basándose en observaciones

realizadas por Thomas Alva Edison.

Al igual que las lámparas incandescentes, los tubos de vacío tienen un filamento (el cátodo)

a través del cual circula la corriente, calentándose por efecto Joule. El filamento está tratado

con óxido de bario, de modo que al calentarse emite electrones al vacío circundante los

cuales son conducidos electrostáticamente hacia una placa, curvada por un muelle doble,

cargada positivamente (el ánodo), produciéndose así la conducción. Evidentemente, si el

cátodo no se calienta, no podrá ceder electrones. Por esa razón, los circuitos que utilizaban

válvulas de vacío requerían un tiempo para que las válvulas se calentaran antes de poder

funcionar y las válvulas se quemaban con mucha facilidad.

Diodo Semiconductor. Un diodo semiconductor moderno está hecho de cristal

semiconductor como el silicio (Si) o germanio (Ge), con impurezas en él para crear una

región que contiene portadores de carga negativos (electrones), llamado semiconductor tipo

N, y una región en el otro lado que contiene portadores de carga positiva (huecos), llamado

semiconductor tipo P. Las terminales del diodo se unen a cada región. El límite dentro del

cristal de estas dos regiones, la unión P-N, es donde la importancia del diodo toma su lugar.

El cristal conduce una corriente de electrones del lado N (llamado cátodo), pero no en la

dirección opuesta; es decir, cuando una corriente convencional fluye del ánodo al cátodo

(opuesto al flujo de los electrones).

Al unir ambos cristales, se manifiesta una difusión de electrones del cristal N al P (Je). Al

establecerse una corriente de difusión, aparecen cargas fijas en una zona a ambos lados de

la unión, zona que recibe el nombre de región de agotamiento.

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A medida que progresa el proceso de difusión, la región de agotamiento va incrementando

su anchura profundizando en los cristales a ambos lados de la unión. Sin embargo, la

acumulación de iones positivos en la zona N y de iones negativos en la zona P, crea un

campo eléctrico E que actuará sobre los electrones libres de la zona N con una determinada

fuerza de desplazamiento, que se opondrá a la corriente de electrones y terminará

deteniéndolos.

Este campo eléctrico es equivalente a decir que aparece una diferencia de tensión entre las

zonas P y N. Esta diferencia de potencial (VD) es de 0.7 V en el caso del silicio y 0.3 V

para los cristales de germanio. La anchura de la región de agotamiento, una vez alcanzado

el equilibrio, suele ser del orden de 0.5 µm, pero cuando uno de los cristales está mucho

más dopado que el otro, la zona de carga espacial es mucho mayor. Cuando se somete al

diodo a una diferencia de tensión externa, se dice que el diodo está polarizado, pudiendo

ser la polarización directa o inversa.

Polarización Directa de un Diodo.

En este caso, la batería disminuye la barrera de potencial de la zona de carga espacial, permitiendo el paso de la corriente de electrones a través de la unión; es decir, el diodo polarizado directamente conduce la electricidad.

Para que un diodo esté polarizado directamente, se debe conectar el polo positivo de la batería al ánodo del diodo y el polo negativo al cátodo. En estas condiciones podemos

observar que:

El polo negativo de la batería repele los electrones libres del cristal N, con lo que

estos electrones se dirigen hacia la unión P-N.

El polo positivo de la batería atrae a los electrones de valencia del cristal P, esto es

equivalente a decir que empuja a los huecos hacia la unión P-N.

Cuando la diferencia de potencial entre los bornes de la batería es mayor que la diferencia de potencial en la zona de carga espacial, los electrones libres del cristal N adquieren la energía suficiente para saltar a los huecos del cristal P, los cuales

previamente se han desplazado hacia la unión P-N.

Una vez que un electrón libre de la zona N salta a la zona P atravesando la zona de

carga espacial, cae en uno de los múltiples huecos de la zona P, convirtiéndose en electrón de valencia. Una vez ocurrido esto el electrón es atraído por el polo positivo de la batería y se desplaza de átomo en átomo hasta llegar al final del cristal P,

desde el cual se introduce en el hilo conductor y llega hasta la batería.

De este modo, con la batería cediendo electrones libres a la zona N y atrayendo electrones

de valencia de la zona P, aparece a través del diodo una corriente eléctrica constante hasta

el final.

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Polarización Inversa de un Diodo.

En este caso, el polo negativo de la batería se conecta a la zona P y el polo positivo a la zona N, lo que hace aumentar la zona de carga espacial, y la tensión en dicha zona hasta

que se alcanza el valor de la tensión de la batería, tal y como se explica a continuación:

El polo positivo de la batería atrae a los electrones

libres de la zona N, los cuales salen del cristal N y se

introducen en el conductor dentro del cual se desplazan hasta

llegar a la batería. A medida que los electrones libres

abandonan la zona N, los átomos pentavalentes que antes

eran neutros, al verse desprendidos de su electrón en el orbital de conducción,

adquieren estabilidad (8 electrones en la capa de valencia) y una carga eléctrica

neta de +1, con lo que se convierten en iones positivos.

El polo negativo de la batería cede electrones libres a los átomos trivalentes de la zona P. Recordar que estos átomos sólo tienen 3 electrones de valencia, con lo que una vez que han formado los enlaces covalentes con los átomos de silicio, tienen solamente 7 electrones de valencia, siendo el electrón que falta el denominado

hueco. El caso es que cuando los electrones libres cedidos por la batería entran en la zona P, caen dentro de estos huecos con lo que los átomos trivalentes adquieren estabilidad (8 electrones en su orbital de valencia) y una carga eléctrica neta de -1,

convirtiéndose así en iones negativos.

Este proceso se repite una y otra vez hasta que la zona de carga espacial adquiere el

mismo potencial eléctrico que la batería.

En esta situación, el diodo no debería conducir la corriente; sin embargo, debido al efecto

de la temperatura se formarán pares electrón-hueco a ambos lados de la unión produciendo

una pequeña corriente (del orden de 1 µA) denominada corriente inversa de saturación

(Is). Además, existe también una denominada corriente superficial de fugas la cual, como

su propio nombre indica, conduce una pequeña corriente por la superficie del diodo, ya que

en la superficie, los átomos de silicio no están rodeados de suficientes átomos para realizar

los cuatro enlaces covalentes necesarios para obtener estabilidad. Esto hace que los átomos

de la superficie del diodo, tanto de la zona N como de la P, tengan huecos en su orbital de

valencia, con lo que los electrones circulan sin dificultad a través de ellos. No obstante, al

igual que la corriente inversa de saturación, la corriente superficial de fuga es despreciable.

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Modelo Matemático para análisis del Diodo a utilizar.

El modelo matemático mas empleado es el de Shockley (en honor a William Bradford

Shockley) o exponencial, que permite aproximar el comportamiento del diodo en la

mayoría de aplicaciones. La ecuación que relaciona la intensidad de corriente eléctrica del

diodo y la diferencia de potencial entre sus terminales es:

𝐼𝐷 = 𝐼𝑆(𝑒𝑉𝐷𝑛𝑉𝑇 − 1)

Donde:

ID: Intensidad de corriente que atraviesa el diodo [A].

VD: Diferencial de potencial entre los extremos del diodo [V].

IS: Corriente de saturación del diodo (aproximadamente 1x10-15

A).

N: Coeficiente de emisión, que se encuentra relacionado por el proceso de fabricación del

diodo y la estructura física del diodo mismo, oscilando entre 1 y 2.

VT: Voltaje térmico, cuyo valor es aproximadamente 25.85 mV en 300 K (≈ 25 °C), una

temperatura cerca a la temperatura ambiente, muy usada en los programas de simulación de

circuitos eléctricos; para análisis teórico, VT = 25 mV. Existe una relación general para

encontrar el voltaje térmico:

𝑉𝑇 =𝑘𝑇

𝑞

Donde:

k: Constante de Boltzmann (1.38x10-23

J/K).

T: Temperatura absoluta de la unión P-N [K].

Q: Magnitud de la carga del electrón (1.60x10-19

C).

La Ecuación de Diodo Ideal de Shockley o la Ley de Diodo se deriva de asumir que sólo

los procesos que le dan corriente al diodo son por el flujo (debido al campo eléctrico),

difusión, y la recombinación térmica. También asume que la corriente de recombinación

en la región de agotamiento es insignificante. Esto significa que la ecuación de Shockley

no tiene en cuenta los procesos relacionados con la región de ruptura e inducción por

fotones. Adicionalmente, no describe la estabilización de la curva I-V en polarización

activa debido a la resistencia interna.

Bajo voltajes negativos, el término exponencial en la ecuación del diodo es insignificante.

Y la corriente es una constante negativa del valor de IS. La región de ruptura no está

modelada en la ecuación de diodo de Shockley.

Para voltajes pequeños en la región de polarización directa, se puede eliminar el 1 de la

ecuación, quedando como resultado:

𝐼𝐷 = 𝐼𝑆𝑒𝑉𝐷𝑛𝑉𝑇

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Para un diodo real el modelo de Shockley debe de ser modificado ya que los diodos reales

poseen una resistencia interna (RS) que ronda los 100 Ω por lo que se tomara el siguiente

modelo:

Para este diodo buenos valores para IS son 100 µA y 10 mA, la ecuación que modela dicho

diodo es:

𝑉𝐷 = 𝑉𝑇 ln 𝐼𝐷𝐼𝑆

+ 1 + 𝑅𝑆𝐼𝐷

DESCRIPCIÓN Y DESARROLLO DE LOS CIRCUITOS.

Características del Diodo: La Curva i-v.

Circuito 1: R1 = 458 Ω, D1 = 1N914. Circuito 2: Modelo del diodo real Shockley.

Vin [V] VD [V] ID [mA]

0.100 0.1974 0.000

0.200 0.3907 0.012

0.300 0.5138 0.143

0.400 0.5040 0.387

0.500 0.5900 0.667

0.571 0.6044 1.020

0.600 0.6090 0.961

0.700 0.6229 1.263

0.800 0.6342 1.568

0.845 0.6383 2.000

0.900 0.6427 1.877

1.000 0.6510 2.570

1.650 0.6854 5.000

2.980 0.7260 10.010

Tabla 1: Voltajes y corrientes medidos experimentalmente en el diodo D1.

Laboratorio I-A: Características del Diodo 7

Grafica ID vs VD de los datos experimentales de la tabla 1.

Para encontrar los valores de RS e IS, se aproximara el valor de IS a cero valiéndose de que su valor

ronda el rango de los femto Amperios.

𝑉𝐷1= 𝑉𝑇 ln

𝐼𝐷1

𝐼𝑆+ 1 + 𝑅𝑆𝐼𝐷1

𝑉𝐷2= 𝑉𝑇 ln

𝐼𝐷2

𝐼𝑆+ 1 + 𝑅𝑆𝐼𝐷2

Ecuación A. Ecuación B.

𝑉𝐷1− 𝑉𝐷2

= 𝑉𝑇 ln 𝐼𝐷1

𝐼𝑆+ 1 + 𝑅𝑆𝐼𝐷1

− 𝑉𝑇 ln 𝐼𝐷2

𝐼𝑆+ 1 − 𝑅𝑆𝐼𝐷2

𝑉𝐷1− 𝑉𝐷2

= 𝑉𝑇 ln 𝐼𝐷1

+ 𝐼𝑆𝐼𝐷2

+ 𝐼𝑆 + 𝑅𝑆(𝐼𝐷1

− 𝐼𝐷2)

𝐼𝑆 ≪ 𝐼𝐷1 ∧ 𝐼𝑆 ≪ 𝐼𝐷2

𝑉𝐷1− 𝑉𝐷2

= 𝑉𝑇 ln 𝐼𝐷1

𝐼𝐷2

+ 𝑅𝑆(𝐼𝐷1− 𝐼𝐷2

)

𝑅𝑆 =

𝑉𝐷1− 𝑉𝐷2

− 𝑉𝑇 ln 𝐼𝐷1

𝐼𝐷2

(𝐼𝐷1− 𝐼𝐷2

)

𝑉𝑇 = 0.025 𝑉 , 𝑉𝐷1= 0.6044 𝑉 ,𝑉𝐷2

= 0.726 𝑉 , 𝐼𝐷1= 0.00102 𝐴 , 𝐼𝐷2

= 0.01001 [𝐴]

-2

0

2

4

6

8

10

12

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Co

rrie

nte

I D[m

A]

Voltaje VD [V]

Laboratorio I-A: Características del Diodo 8

𝑅𝑆 =0.6044 − 0.726 − 0.025 ln

0.001020.01001

(0.00102 − 0.01001)

𝑅𝑆 = 7.17524481081 [Ω]

Ahora sustituyendo en la Ecuación A se determinara IS.

𝑉𝐷1= 𝑉𝑇 ln

𝐼𝐷1

𝐼𝑆+ 1 + 𝑅𝑆𝐼𝐷1

𝑉𝐷1− 𝑅𝑆𝐼𝐷1

= 𝑉𝑇 ln 𝐼𝐷1

𝐼𝑆+ 1

𝐼𝐷1

𝐼𝑆= 𝑒

𝑉𝐷1 −𝑅𝑆 𝐼𝐷1𝑉𝑇 − 1

𝐼𝑆 =𝐼𝐷1

𝑒𝑉𝐷1−𝑅𝑆 𝐼𝐷1

𝑉𝑇 − 1

𝐼𝑆 =0.00102

𝑒0.6044 −7.17524481081 (0.00102 )

0.025 − 1

𝐼𝑆 = 43.2749407352𝑥10−15 [𝐴]

Los valores para RS e IS son los siguientes:

𝑅𝑆 = 7.175 [Ω] 𝐼𝑆 = 43.275 [𝑓𝐴]

Simulación de la curva característica i-v del diodo 1N914 para -1 V < VD < +1.

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Características del Diodo: Grandes Señales.

a) Rectificador de media onda.

Circuito 3: R1 = 1 kΩ, D1 = 1N914, f = 1 kHz, Vin= ±10Vpp.

Grafica de la forma de Vin (Verde) y VR1 (Amarillo).

La Tensión mínima de entrada es -10.2 V y en la resistencia es -200 mV.

En los gráficos anteriores se vuelve muy evidente que existe una diferencia entre la señal de

entrada y la señal de salida de las señales proporcionadas al circuito, ya que se puede

observar claramente en la entrada como antes se menciono una señal sinusoidal, por su

parte en la salida, se observa, solo la mitad de nuestra onda de entrada, a su vez se puede

apreciar que aparece el semiciclo positivo y esto se debe a una de las aplicaciones básicas y

fundamentales del diodo, es decir la rectificación. En las gráficas se evidencia como el

diodo conduce durante el semiciclo positivo, y durante el semiciclo negativo se comporta

casi como un circuito abierto dejando pasar cantidades pequeñísimas de corriente.

Laboratorio I-A: Características del Diodo 10

b) Rectificador de onda completa.

Circuito 4: R1 = 458 kΩ, D1 = 1N914, f = 1 kHz, Vin= ±5Vpp.

Graficas de la forma de V1 (Semiciclo positivo Amarillo), V2 (Semiciclo positivo Verde) y

VRL (Morado).

Como se puede observar se utilizó la técnica de mediciones flotantes y la función Math del

osciloscopio para generar la forma de onda en color morado la cual es la rectificación de

onda completa de la señal de entrada cuyo máximo es la resta de ambas Vmax=2.95V y

Vmin=-200mV. La señal morada es la rectificación de onda completa de la señal de entrada

que es una señal sinusoidal, con respecto a su amplitud se puede observar que la señal de

salida presenta caídas de diodos lo cual es normal en este diseño del rectificador.

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Características del Diodo: Pequeñas Señales.

Circuito 5: R1=458 Ω, D1=1N914, f=1 kHz, Vin=20 mVpp.

Voffset [mV] VD [mV] ID [mA]

400 3.6 1.15

500 2.5 2.18

600 2.1 3.26

Tabla 2: Voltajes y corrientes medidos en el diodo D1 para pequeñas señales.

Calculo de rd para cada valor de Voffset. Se sumirá n=2, y VT = 25 mV.

𝑟𝑑1= 𝑛𝑉𝑇

𝐼𝐷1

𝑉𝑜𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡 =400 𝑚𝑉

=2 ∗ 25

1.15Ω = 43.478 Ω

𝑟𝑑2= 𝑛𝑉𝑇

𝐼𝐷2

𝑉𝑜𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡 =500 𝑚𝑉

=2 ∗ 25

2.18Ω = 22.938 Ω

𝑟𝑑3= 𝑛𝑉𝑇

𝐼𝐷3

𝑉𝑜𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡 =500 𝑚𝑉

=2 ∗ 25

3.26Ω = 15.337 Ω

Simulación de la forma de onda de VR con Voffset=500 mV.

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Simulación de la forma de onda de Vin con Voffset=500 mV.

Características del Diodo: Rectificador de media onda mejorado.

Circuito 6: R1=1k Ω, D1=1N914, f=1 kHz, IC1 =µA741CN, VS =±15.02V, Vin =±10Vp.

Grafico de Vin (Amarrillo) y VO (Verde) para RL = 458 Ω.

A este circuito se le conoce como rectificador de media onda de alta precisión se diferencia

del primer circuito rectificador ya que en ese circuito se experimentan una o más caídas de

diodos por lo cual hay una diferencia muy notoria entre la amplitud de la señal de entrada

con la amplitud de la señal de salida, utilizando un superdiodo (circuito E) el inconveniente

de las caídas de tensión se soluciona gracias a la inclusión de un amplificador operacional a

pesar de ello siempre existe una pequeña caída de tensión pero en esta ocasión es en el

Laboratorio I-A: Características del Diodo 13

orden de las decenas de mili voltios en la grafica del osciloscopio a escala se logra aprecias

que ambas señales tienen casi la misma amplitud.

El circuito E consta de un diodo conectado en la ruta de retroalimentación negativa de un

Amp-Op, en donde RL es la resistencia de carga del rectificador. Por supuesto el Amp-Op

necesita fuentes de alimentación para operar, en nuestro caso en el laboratorio trabajamos

con 12 V. El circuito E funciona de la siguiente manera: si Vin es positivo, el voltaje de

salida Vo del operacional será positivo y el diodo conducirá, estableciendo una ruta cerrada

de retroalimentación entre la terminal de salida del Amp-OP y la terminal negativa de

entrada. Esta ruta hara que aparezca un cortocircuito virtual entre las dos terminales de

entrada. Por tanto, el voltaje en la terminal de entrada negativa, que también es VO, sera

igual (con una diferencia de algunos mili voltios) al de la terminal de entrada positiva, que

es el voltaje Vin.

Hay que tomar en cuenta que ya no esté presente el voltaje de desnivel (0.6V) que presenta

el circuito rectificador de media onda de la tarea 2. Para que el circuito de ampop empiece

su operación Vin tiene que exceder solo un voltaje insignificante igual a la Amp-Op del

diodo dividida entre la ganancia a lazo abierto del Amp-Op. En otras palabras la curva

característica de transferencia de la línea recta VO-Vin casi pasa por el origen, esto hace que

el circuito sea adecuado para aplicaciones relacionadas con señales muy pequeñas.

Se verá ahora el caso en que Vin se hace negativo, el voltaje de salida del Amp-Op tendera a

seguir y volverse negativo. Esto hará que el diodo adquiera polarización inversa y no pasara

corriente por la resistencia RL, haciendo que VO permanezca igual a 0V. Por tanto, para Vin

< 0 VO =0, debido a que en este caso el diodo esta en corte el Amp-Op operara a la manera

del lazo abierto y su salida estará en el nivel negativo de saturación.

DISCUSIÓN. SIMULACION CARACTERÍSTICAS DEL DIODO.

Circuito 7: R1 = 100 Ω, D1 = 1N914, f = 1kHz.

Laboratorio I-A: Características del Diodo 14

a) Curva i-v del diodo.

Curva característica i-v del diodo 1N914 para -3 V < VD < +3 V.

Curva característica v-i del diodo 1N914 para 0 A < ID < 1 µA.

Para el valor de ID = 1 µA, el valor del VD es aproximadamente 490 mV.

b) Calculo de V2 para VS = 2 V y para VS = -2 V.

Para VS = 2 V, V2 = 963.29 mV Para VS = -2 V, V2 = -2 V

Para VS < 0, V2 = VS.

Laboratorio I-A: Características del Diodo 15

c) Forma de onda V2 (VD1).

Circuito de PSpice:

Forma de onda de Vin. Forma de onda de V2 (VD1).

Forma de onda de ID1.

Laboratorio I-A: Características del Diodo 16

Como se puede observar en las gráficas cuando el diodo está en corte (semiciclos

negativos) la corriente en el diodo es cero, pero cuando el diodo está en conducción

(el voltaje pico es de 0.6V) la corriente llega hasta un valor de 6.5µA.

d) Forma de onda V2 (VD1) con Vin desplazada.

Formas de onda Vin (verde) y V2 (roja) con V

offset =500 mV y Vin= ±1Vp.

Debido al Offset la entrada se distorsiona 0.5 V, llegando a un valor positivo

máximo de 1.5 V y un mínimo de -0.5 V, la corrección del circuito con el diodo

recorta los semiciclos positivos y hace cero los negativos.

Forma de onda Vin con Voffset =500 mV y V

in= ±100 mVp.

Se puede observar que como la onda es más pequeña, el offset distorsiona la señal

tanto que ya no alcanza los semiciclos negativos.

Laboratorio I-A: Características del Diodo 17

Forma de onda V2 con Voffset =500 mV y V

in= ±100 mVp.

Se puede observar la corrección hecha por el diodo.

Forma de onda Vin con Voffset =500 mV y V

in= ±10 mVp.

Laboratorio I-A: Características del Diodo 18

Forma de onda V2 con Voffset =500 mV y V

in= ±100 mVp.

e) Rectificador de onda completa.

Circuito utilizado en PSpice.

Forma de onda de entrada.

Laboratorio I-A: Características del Diodo 19

Forma de onda de salida.

Se puede observar perfectamente la rectificación de onda completa, además el valor

pico de la salida decrece en dos veces VD es decir hay dos caídas de diodo.

Laboratorio I-A: Características del Diodo 20

CONCLUSIONES.

El rectificador de media onda, como su nombre lo indica, rectifica o deja pasar el semiciclo o

semiperiodo positivo de la señal de entrada, mientras que el semiciclo negativo lo ignora, observándose en la señal de salida una línea recta que coincide con el eje de las abscisas (en este caso, de la variable tiempo) durante la duración del mismo.

El rectificador en puente o puente de diodos, en realidad es un rectificador de onda completa, que

rectifica el ciclo o periodo completo de la señal de entrada, debido a que uno de los diodos, inmediatamente después de la carga, posee en su cátodo un voltaje más negativo (el del semiciclo

negativo) que en su ánodo, polarizándose en directa. Por lo tanto, en la señal de salida se observa una señal matemáticamente equivalente al valor absoluto de la señal de entrada.

El rectificador de media onda mejorado rectifica una señal AC de salida de un Amp Op Seguidor de

Voltaje a casi la amplitud máxima de la misma, por lo que es muy utilizado en circuitos de pequeñas señales, inferiores a la polarización del diodo, en los que se necesite una señal DC. Es, pues, que el desempeño del “superdiodo” es mayor que el de un sólo diodo o un juego de diodos.

La resistencia eléctrica de los diodos depende en cierta medida del material con el que han sido

construidos, pero ésta posee un valor muy pequeño, que para el análisis teórico idealizado, se supone

que es 0 Ω, con una caída de voltaje de 0 V.

Idealmente, la caída de tensión de los diodos es de 0 V, pero realmente es distinto de cero (0.7 V para

diodos de silicio y 0.3 V para los de germanio), por lo que en la señal de salida de cada circuito rectificador se observará una pequeña disminución respecto a la señal de entrada, igual a la caída de voltaje del diodo; para el caso del rectificador en puente, dicha disminución es el doble de la de un rectificador de media onda, a causa de la presencia de dos diodos, equivalentes a dos caídas de voltaje

en serie en la carga, es decir, 1.4 V.

BIBLIOGRAFÍA.

Información consultada:

Sedra, A. S.; Smith, K, C. 2006. Circuitos Microelectrónicos. 5ta edición,

McGraw-Hill.

Hojas técnicas anexadas:

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/51385/FAIRCHILD/1N914.html.

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm741.pdf.