ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZOFACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA

ESCUELA INGENIERÍAEN ELECTRÓNICA TELECOMUNICACIONES Y REDES

CARRERA INGENIERÍA EN TELECOMUNICACIONES Y REDES

LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

PRÁCTICA No.2.- DIODOS COMO RECORTADORES Y SUJETADORES

1. OBJETIVO(S):

2.1. GENERAL

Conocer como trabaja el diodo y sus aplicaciones.

2.2. ESPECÍFÍCOS

Adquirir conocimientos tanto teórico como práctico utilizando el diodo Simular el/los circuito planteado(s) e implementarlo en protoboard Comprobar el funcionamiento de diodo rectificador de media onda y onda

completa mediante el osciloscopio.

2. METODOLOGÍA

Teórico y Experimental

3. EQUIPOS Y MATERIALES:

MATERIALES:

3 Diodo de rectificadores 1 resistencia 10k 2 resistencias de 2.2k 1 resistencia de de 4.7k 1 resistencia de 56k Cables de conexión

EQUIPOS:

Multímetro Protoboard Fuente regulable de CC Osciloscopio

4. MARCO TEORICO:

DIODO

Figura Nº1: (Representación del diodo)

Los diodos son dispositivos semiconductores que permiten hacer fluir la electricidad solo en un sentido. La flecha del símbolo del diodo muestra la dirección en la cual puede fluir la corriente. Los diodos son la versión eléctrica de la válvula o tubo de vacío y al principio los diodos fueron llamados realmente válvulas.

CARACTERISTICAS

La construcción de un diodo de silicio comienza con silicio purificado. Cada lado del diodo se implanta con impurezas (boro en el lado del ánodo y arsénico o fósforo en el lado del cátodo), y la articulación donde las impurezas se unen se llama la "unión pn". Los diodos de silicio tienen un voltaje de polarización directa de 0,7 voltios. Una vez que el diferencial de voltaje entre el ánodo y el cátodo alcanza los 0,7 voltios, el diodo empezará a conducir la corriente eléctrica a través de su unión pn. Cuando el diferencial de voltaje cae a menos

de 0,7 voltios, la unión pn detendrá la conducción de la corriente eléctrica, y el diodo dejará de funcionar como una vía eléctrica. Debido a que el silicio es relativamente fácil y barato de obtener y procesar, los diodos de silicio son más frecuentes que los diodos de germanio.

DIODO RECTIFICADOR

Figura Nº2: (Diodo rectificador)

Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodos más sencillos. El nombre diodo rectificador” procede de su aplicación, la cual consiste en separar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna. Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite el paso de la corriente eléctrica.

Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido.Durante la fabricación de los diodos rectificadores, se consideran tres factores: la frecuencia máxima en que realizan correctamente su función, la corriente máxima en que pueden conducir en sentido directo y las tensiones directa e inversa máximas que soportarán. Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes de alimentación; aquí, convierten una señal de corriente alterna en otra de corriente directa.

RECORTADORES

Los circuitos recortadores se utilizan para eliminar parte de una forma de onda que se encuentre por encima o por debajo de algún nivel de referencia. Los circuitos recortadores se conocen a veces como limitadores, selectores de amplitud o rebanadores. Los circuitos de rectificación utilizan una acción recortadora de nivel cero. Si se añade una batería en serie con el diodo, un circuito rectificador recortará todo lo que se encuentre por encima o por debajo del valor de la batería, dependiendo de la orientación del diodo.Existen dos categorías generales de recortadores: en serie y en paralelo. La configuración en serie es aquella donde el diodo está en serie con la carga, en tanto que la configuración en paralelo tiene el diodo en una rama paralela a la carga.

CONFIGURACIÓN EN SERIE

Figura Nº3: (Recortador en serie con una fuente cd)

En la figura 3, cualquier voltaje positivo de la fuente tratará de encender el diodo al establecer una corriente convencional a través del mismo que coincida en dirección con la flecha de su símbolo. Sin embargo, la fuente de cd agregada V se opondrá al voltaje aplicado y tratará de mantener el diodo “apagado”. El resultado es que cualquier voltaje alimentado mayor que V volts encenderá el diodo y se establecerá la conducción a través del resistor de carga. Tenga en cuenta que por el momento se trata de un diodo ideal, así que el voltaje de encendido es 0 V. Por consiguiente, podemos concluir que el diodo encenderá con cualquier voltaje vi que sea mayor que V volts y se apagará con cualquier voltaje menor. En la condición “apagado”, la salida sería de 0 V por la falta de corriente y en la condición “encendido” sería sólo vo = vi - V, como lo determina la ley del voltaje de Kirchhoff.La sustitución del equivalente de cortocircuito en lugar del diodo y el hecho de que el voltaje a través del resistor es de 0 V porque la corriente a través del diodo es de 0 mA. El resultado es vi - V = 0, y por lo tanto es el voltaje de transición, esto se da cuando el diodo tiene una caída de 0.7 a través de él (para el silicio) e ID = 0 mA.

Figura Nº4: (Determinación del nivel de transición para el circuito de la figura 3)

Esto permite trazar una línea a través del voltaje de la fuente senoidal como se muestra en la figura 5 para definir las regiones donde el diodo está encendido y apagado.Para la región “encendido”, como se muestra en la figura 13, al diodo lo reemplaza un equivalente de cortocircuito y el voltaje de salida está definido por

vi = V

vo = vi - V

Para la región “apagado”, el diodo es un circuito abierto, ID = 0 mA y el voltaje de salida es

CONFIGURACIÓN EN PARALELO

La red de la figura 7 es la más sencilla de las configuraciones de diodos en paralelo. El análisis de configuraciones en paralelo es muy parecido al que se aplica a configuraciones en serie, como se demuestra en el ejemplo siguiente.

Figura Nº7: (Configuración del diodo en paralelo)

SUJETADORES

Las redes sujetadoras tienen un capacitor conectado directamente desde la entrada hasta la salida con un elemento resistivo en paralelo con la señal de salida. El diodo también está en paralelo con la señal de salida pero puede o no tener una fuente de cd en serie como un elemento agregado.

Figura Nº6

vo = 0 V

Figura Nº5

Figura Nº8: (Circuito de un diodo como sujetador)

Para la red de la figura 8 el diodo se polarizará en directa en la parte positiva de la señal aplicada. Para el intervalo de 0 a T/2 la red aparecerá como se muestra en la figura 9. El equivalente de cortocircuito del diodo producirá vo = 0 V durante este intervalo. Durante este mismo intervalo, la constante de tiempo determinada por τ = RC es muy pequeña porque el resistor R fue puesto efectivamente en “cortocircuito” por el diodo conductor y la única resistencia que hay es la inherente (contactos, cables) de la red. El resultado es que el capacitor se cargará de inmediato al valor pico de V voltios como se muestra en la figura 16 con la polaridad indicada.

Figura Nº9: (Circuito polarizado directamente)

Cuando la entrada cambie al estado -V, la red aparecerá como se muestra en la figura 10, con el equivalente de circuito abierto del diodo determinado por la señal aplicada y el voltaje guardado a través del capacitor; ambos ejerciendo “presión” en la corriente a través del diodo desde el cátodo hasta el ánodo.

Ahora que R está de nuevo en la red la constante de tiempo determinada por el producto RC es bastante grande para establecer un periodo de descarga de 5τ mucho mayor que el periodo T/2 → T y podemos suponer con una base aproximada que el capacitor retiene su carga y, por consiguiente, voltaje (puesto que V = Q/C) durante este periodo.

Como vo está en paralelo con el diodo y el resistor, también se puede trazar la posición alternativa mostrada en la figura 17. Aplicando la ley de voltajes de Kirchhoff alrededor de la malla de entrada se obtiene

-V – V – vo = 0Vo = -2V

El signo negativo resulta porque la polaridad de 2V se opone a la polaridad definida para vo.

RESULTADOS OBTENIDOS:

ANEXO 1

5. SIMULACIÓN

Figura Nº10: (Circuito polarizado Inversamente)

6. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES :

CONCLUSIONES:

Mediante la elaboración de práctica se pudo adquirir conocimientos de la función del diodo rectificador, como sujetador y recortador.

Al realizar la simulación del circuito planteado en la práctica pudimos ver como los diodos según la conexión rectifican la señal de entrada

Comprobamos de manera práctica lo estudiado teóricamente con la ayuda del osciloscopio.

RECOMENDACIONES:

Como recomendación de esta práctica , tenemos que debemos tener claro la conexión de un diodo rectificador de media onda,

Al momento de hacer la conexión del puente de diodos tener en cuenta la conexión a tierra, para que al momento de realizar la práctica y la simulación podamos visualizar la rectificación de onda completa.

7. BIBLIOGRAFÍA:

Información sobre diodo rectificador de media onda y onda completa.

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

ANEXOS (Practico)

ANEXO (teórico)