practica 1 _ cristian tituana

7/23/2019 Practica 1 _ Cristian Tituana

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Abstracto — En la presente práctica se puede observar el

funcionamiento del diodo zener en polarización directa y

polarización inversa, además podemos determinar el

comportamiento de los semiconductores con la curva

característica, a partir de los valores obtenidos de las

mediciones tanto prácticas como simuladas. Usando elcatalogo donde se dan las especificaciones del

comportamiento del Diodo 1n4148 podemos comprobar

mediante la simulación del mismo.

Índice de términos — Semiconductor.- semiconductor es un material aislante

que, cuando se le añaden ciertas sustancias o en undeterminado contexto, se vuelve conductor. Esto quiere decirque, de acuerdo a determinados factores, el semiconductoractúa a modo de aislante o como conductor.

Diodo.- Un diodo es un componente electrónico de dos

terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica através de él en un solo sentido. Este término generalmente seusa para referirse al diodo semiconductor, el más común en laactualidad; consta de una pieza de cristal semiconductorconectada a dos terminales eléctricos. El diodo de vacío (queactualmente ya no se usa, excepto para tecnologías de alta

potencia) es un tubo de vacío con dos electrodos: una láminacomo ánodo, y un cátodo.

Diodo zener.- El diodo Zener es un diodo de cromo que seha construido para que funcione en las zonas de rupturas,recibe ese nombre por su inventor, el Dr. Clarence MelvinZener. El diodo Zener es la parte esencial de los reguladoresde tensión casi constantes con independencia de que se

presenten grandes variaciones de la tensión de red, de laresistencia de carga y temperatura.

Este trabajo fue realizado en el laboratorio de electrónica analógica de laUniversidad de Cuenca, por los estudiantes de las carreras de IngenieríaEléctrica e Ingeniería en electrónica y telecomunicaciones. La parte prácticase realizó el día martes 15 de septiembre del 2015

El Ing. Martin Ortega es el tutor encargado de la clase y laboratorio deelectrónica analógica.

I. NOMENCLATURA

Diodo Zener

Diodo

Resistencia

II. OBJETIVOS

Objetivo General:Determinar el principio de funcionamiento de undiodo semiconductor, mediante la graficación de sucurva característica, a partir de los valores obtenidosde mediciones

Objetivo Específicos:Emplear el catalogo u hojas características para undiodo semiconductor.Conectar adecuadamente los instrumentos demedición de tensión e intensidad.

Comprobar el principio de funcionamiento de undiodo semiconductor, empleando un software desimulación

III. SUSTENTO TEÓRICO

Semiconductores:

Elementos cuya conductividad se encuentra entre lade un buen conductor y la de un aislante

Informe de laboratorio de Electrónica Analógica Practica N°1:

El Diodo, Semiconductor, Principio de

Funcionamiento Cristian John Tituana Tituana, [email protected]

Universidad de Cuenca, Facultad de In eniería Eléctrica

mailto:[email protected]






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Los tres semiconductores más frecuentementeutilizados en la construcción de dispositivoselectrónicos son Ge, Si y GaAs.

La unión p – n:

En el material semiconductor la conductividad está

controlada por la concentración de impurezas. Alunir un material tipo p con uno tipo n se forma unaunión en la que se crea una región denominada deagotamiento.Esta región se forma debido a que huecos yelectrones se combinan dando como resultado unafalta de portadores mayoritarios en la regióncercana a la unión.

El elemento así formado se denomina diodosemiconductor

La aplicación del voltaje _ en los terminales deldispositivo permite tres posibilidades:

Sin Polarización _ =0Polarización Inversa _ <0Polarización Directa _ >0

Sin polarización aplicada

En ausencia de un voltaje de polarización aplicado,el flujo neto de la carga en cualquier dirección paraun diodo semiconductor es cero

Polarización inversa _ <0

Este fenómeno hace que sea más difícil el flujo de portadoresde uno a otro tipo de material, y por lo tanto establecer un

flujo de corriente es más difícil, pero el número de portadoresminoritarios no cambia hacia la región de agotamiento.A esta corriente que existe bajo las condiciones de

polarización inversa se le denomina corriente de saturacióninversa (). tiene valores de los micro y nanoamperios y alcanza sumáximo nivel rápidamente pero no cambia significativamentecon el incremento del voltaje.

Polarización directa _ >0

La polarización directa hace que los iones positivosy negativos se recombinen en la región deagotamiento, teniendo como consecuencia lareducción de la zona.

Mientras mayor es el voltaje menor será el ancho dela zona lo que conlleva a que los portadoresmayoritarios del material tipo n puedan viajar conmayor facilidad al material tipo p.

Curva Característica



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Analizando la gráfica se puede observar lacaracterística exponencial creciente que tiene lacorriente y su tendencia lineal a cumplir la ley deOhm. Para el valor comercial la curva se encuentradesplazada unas décimas a la derecha esto debido principalmente a la resistencia interna deldispositivo y la resistencia externa del contacto.

La característica del diodo se puede definirmediante las ecuaciones:

IV. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

a) Completar los valores de la Tabla I, de acuerdo alas especificaciones de la hoja característica deldiodo semiconductor 1N4148

DIODO 1N4148

VT 0720-1 VID 5-100 MaIs 25nA -5uA (Vz)

Vzener 75-100 f(Corriente)

Tabla I

b) Armar el circuito de la Figura 1

c) Variar el voltaje de la fuente de acuerdo a losvalores sugeridos de la Tabla II.

Emplee el voltímetro y amperímetro en la escalaadecuada y complete la tabla.

Tabla II

Simulación Vs=0.5v

Simulación Vs= 4v

Simulación Vs= 0.8v

Vs0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 2 3 4

Vd

0,9 0,19 0,27 0,36 0,48 0,51 0,55 0,58 0,6 0,61 0,69 0,72 0,3

Id0 0,3 2,9 9 36 111,6 121 0,9 0,9 1,64 5,64 11,7 13



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d) Armar el circuito de la Figura 2. Realizar lasmediciones correspondientes y completar la TablaIII. Para los valore sugeridos de Vs

Tabla III

Vs 1 2 3 4 5

Vd 1,03 1,95 2,94 3,98 4,97

Id 0 0 0 0 0

Simulación P. Inversa con Vs=1



e) Graficar la curva característica del diodo deacuerdo a los valores obtenidos en las medicionesen los puntos c) y d).

Curva característica parte practica

f) Completar la Tabla IV, empleando la ecuacióncaracterística de un diodo semiconductor de Silicio.Considere temperatura ambiente de 25°C. NOTA:Para el valor de Is tomar la media aritmética de losvalores obtenidos en (d).

Según la tabla de especificaciones en el catalogo

Tabla IV

-5000

0

5000

10000

15000

20000

-6 -4 -2 0 2 4 6

Curva caracteristica

Id(uA)

Vs -5 -4 -3 -2 -1 0 0,1 0,2 0

Vd

-

4,97 -3,98 -2,94 -1,95 -1,03 0

0,9 0,19 0,2

Id

-

4,35

E-09

-

4,35E-

09

-

4,35E-

09

-

4,35E-

09

-

4,35E-

09

0,00E

+00

1,76E

-01

1,71E

-07

8,29

-0

Vs 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Vd 0,36 0,48 0,51 0,55 0,58 0,6

Id 4,80E-06 4,96E-05 8,90E-05 1,94E-04 3,48E-04 5,13E-04



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g) Comparar y analizar los resultados obtenidos enlos puntos c), d) y f).

Los resultados obtenidos en los diferentesliterales son diferentes a los calculados.

Los valores varían más en la corriente pueslos valores que se deben medir son muy pequeños y los multímetros utilizados no

son de la mejor exactitud

h) Armar el circuito de la fig. 2. Ajustar el voltajede la fuente al valor del Voltaje Zener del diodo1n4148 indicado en su hoja de especificaciones yhacer 5 incrementos de 5V.(Ej: Vz=200V, 205V,210V, 215V, 220V, 225V). En cada uno de estosincrementos, ¿El voltaje del diodo VD varíasignificativamente? Explique por qué.

El voltaje no varía significativamente pero lacorriente si lo hace porque se encuentre en la zonazener donde el voltaje es rectificado pero lacorriente aumenta hasta el infinito. Tal y como semuestra en la curva característica de un diodo zener.

V. CONCLUCIONES

Comprobamos de manera práctica, teórica ysimulada el comportamiento de un diodosemiconductor

Pudimos determinar el principio defuncionamiento de un diodo semiconductora partir de su curva característica

Aprendimos a emplear el catalogo u hojascaracterísticas para un diodo semiconductor.

Pudimos conectar adecuadamente losinstrumentos de medición de tensión eintensidad.

Concluimos que el diodo 1N4148 se trata deun diodo zener y que por lasespecificaciones el voltaje zener es de 100V



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VI. BIBLIOGRAFIA

R. L. BOYLESTAD, ELECTRÓNICA : TEORÍA DE

CIRCUITOS Y DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS.2009

Principios de Electrónica, Alberto Paul Malvino6ta Edición

practica 1 _ cristian tituana

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