UNIVERSIDAD FERMÍN TORO

VICERECTORADO ACADÉMICO

DECANATO DE INGENIERIA

ESCUELA DE ELÉCTRICA

SEDE CABUDARE

Shearly Achji Adjam

Ricardo Ros

Lab. Electrónica I

Saia “A”

ACTIVIDADES DE LABORATORIO.

PARTE I. ANÁLISIS DE CIRCUITOS CON DIODOS.

1) Montar en el laboratorio el siguiente circuito. Previo al montaje

busque las características del diodo en el Manual ECG y tome nota en el recuadro

Características del diodo:

Tensión inversa de entre 50 y 1000V.

Corriente directa 1ª.

El paquete plástico posee clasificación de inflamabilidad 94V-0.

Elaborado empleando técnica de moldeado de plástico libre de

huecos.

Baja fuga inversa.

Alta capacidad de corriente directa.

Soldadura de alta temperatura garantizada: 250°C/10 segundos.

La fuente Vi será una señal senoidal de 5 voltios pico y de 500Hz.

Encienda el osciloscopio. Calibre ambos canales. Coloque el canal 1

en paralelo con la resistencia de 1KΩ. Dibuje exactamente lo que se observa en una

hoja de papel milimetrado.

D1

DIODE

R11k

500Hz

Coloque ahora el canal 2 del osciloscopio en paralelo con la fuente

Vi y grafique.

Compare ambas graficas. Explique por qué la salida no es igual a la

entrada.

En la figura anterior, se puede observar que la señal de salida (grafica color

amarillo) es igual a la entrada para el semi-ciclo positivo de la onda de entrada (cuando Vi

> 0.7V) y tiene un valor de 0V cuando Vi < 0.7V. Esto se debe a que el diodo es un

dispositivo no lineal que conducirá solamente cuando la tensión aplicada al ánodo del

mismo, sea mayor que la tensión aplicada al cátodo que en este caso es 0V. Una vez que

esto ocurre, el diodo se comportara como una pequeña fuente de tensión DC con valor

aproximado de 0.7V. Por otra parte, cuando la tensión de entrada es menor de 0.7V, el

diodo se comportara como un circuito abierto haciendo que la tensión de salida sea 0V ya

que no circulara corriente por la resistencia.

Ahora disminuya el valor pico de Vi a 0.3V. Verifique la señal de

salida en la resistencia de 1KΩ.

¿Hay señal Vo?

No hay señal Vo.

Explique lo que pasa.

En este caso no hay señal de salida ya que el valor pico de la nueva señal de entrada

(0.3V) no es suficiente para colocar el diodo en modo VON y hacer que conduzca corriente.

Es necesario que la señal de entrada tenga una amplitud mayor a 0.7V para que el diodo

pueda conducir.

Repita los pasos anteriores invirtiendo el diodo utilizado. Dibuje el

circuito respectivo invirtiendo el diodo.

Coloque el canal 1 en paralelo con la resistencia de 1KΩ y el canal 2

del osciloscopio en paralelo con la fuente Vi y grafique.

Compare ambas graficas. Explique por qué la salida no es igual a la

entrada.

En este caso, se puede observar que la señal de salida (grafica color amarillo) es

igual a la entrada para el semi-ciclo negativo de la onda de entrada (cuando Vi < -0.7V)

y tiene un valor de 0V cuando Vi > -0.7V. Esto se debe a que el diodo conducirá

solamente cuando la tensión aplicada al ánodo del mismo, sea mayor que la tensión

D1

DIODE

R11k

500Hz

aplicada al cátodo y esto solo sucederá durante el semi-ciclo negativo de la onda de

entrada. Una vez que esto ocurre, el diodo se comportara como una pequeña fuente de

tensión DC con valor aproximado de 0.7V. Por otra parte, cuando la tensión de entrada

es mayor de -0.7V, el diodo se comportara como un circuito abierto haciendo que la

tensión de salida sea 0V ya que no circulara corriente por la resistencia.

Ahora disminuya el valor pico de Vi a 0.3V. Verifique la señal de

salida en la resistencia de 1KΩ.

¿Hay señal Vo?

No hay señal Vo.

Explique lo que pasa.

En este caso no hay señal de salida ya que el valor pico de la nueva señal de entrada

(0.3V) no es suficiente para colocar el diodo en modo VON y hacer que conduzca corriente.

Es necesario que la señal de entrada tenga una amplitud mayor a 0.7V para que el diodo

pueda conducir.

Explique cuál es la función de ambos circuitos.

Ambos circuitos tienen como función hacer una rectificación de media onda de la

señal de entrada, esto quiere decir que permite convertir una parte de la señal de entrada

AC en una señal de salida DC, esto sucederá cuando el diodo se comporta como circuito

abierto (no conduce) haciendo que la señal de salida sea de 0Vdc para el caso de los

circuitos estudiados.

2) Indique que circuitos con diodos representan los de la figura 1.a y

1.b. ¿Cuál es su función?

Figura 1.a

Al analizar el circuito de la figura 1.a, se puede observar que la salida es recortada

en un valor de tensión de aproximadamente 0.7V cuando Vi es mayor a 0.7V, esto se debe

a que cuando la tensión de entrada supera el valor mencionado, el diodo entra en un estado

R1

1k

D11N4004

10V Pico

1KHz

CANAL 1 (X) CANAL 2 (Y)

VON y comienza a conducir, comportándose así como una fuente de tensión constante de

aproximadamente 0.7V. Por otra parte, cuando Vi es menor de 0.7V, el diodo no conduce y

se comporta como un circuito abierto haciendo que la tensión de salida sea igual a la

tensión de entrada. Este circuito se conoce como Recortador.

Figura 1.b

Al igual que en la figura 1.a, en el circuito 1.b se puede observar que la salida es

recortada en un valor de tensión que esta vez es de aproximadamente 2.7V cuando Vi es

mayor a 2.7V, esto se debe a que cuando la tensión de entrada supera el valor mencionado,

R1

1k

D11N4004

10V Pico

1KHz

CANAL 1 (X) CANAL 2 (Y)

B12V

el diodo entra en un estado VON (ya que la tensión del ánodo superara a la del cátodo por

más de 0.7V) y comienza a conducir, comportándose así como una fuente de tensión

constante de aproximadamente 0.7V que se suma a los 2V de la batería. Por otra parte,

cuando Vi es menor de 2.7V, el diodo no conduce y se comporta como un circuito abierto

haciendo que la tensión de salida sea igual a la tensión de entrada. Este circuito también se

conoce como Recortador.

PARTE II. DISEÑO DE CIRCUITOS CON DIODOS.

1) Diseñe un circuito usando diodos, resistencias y fuente Vcc que

entregue la siguiente onda.

Observamos que la señal que se desea obtener a la salida del circuito a diseñar

consiste en una onda sinusoidal de periodo T=2ms

w = 2π = 1000 π rad/s

Dado que la tensión de entrada presenta la misma forma de onda (excepto en la

región recortada) que la tensión de salida y ambas tienen la misma frecuencia, podemos

definir Vi como:

Vi(t) = Vmax*sen(wt+φ) con φ = 0°

Vi(t) = Vmax*sen(1000 π t) (1)

Calculemos Vmax tomando uno de los valores de Vi(t) para un tiempo determinado

t en la onda dada.

Sea Vi(t) = 3.75V para t = 0.2ms:

Sustituyendo en (1):

3.75 = Vmax*sen(1000 π *0.2* ) 3.75 = Vmax*0.588

Vmax = 6.38V

Como la salida corresponde a la de un circuito recordador polarizado en paralelo

con tensiones de recorte igual a +5 y -5V, el circuito dispondrá de 2 diodos cada uno en

serie con 2 fuentes de tensión constante VB1 y VB2 respectivamente. Dado que se requiere

una tensión VON para hacer que los diodos conduzcan y asumiendo que ambos diodos son

de silicio con VON = 0.7V, obtendremos las siguientes ecuaciones:

VB1 + VON = 5V VB1 = 4.3V

-VB2 – VON = -5V VB2 = 4.3V

Así el circuito que entregara la señal de onda deseada será:

R1

1k

D11N4004

6.38V Pico

500Hz

B14.3V

D21N4004

B24.3V