5/28/2018 Ejercicios Diodos

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Universidad Austral de Chile

Facultad de ciencia de la ingeniera

Escuela Ingeniera Civil Electrnica.

Trabajo 1

Diodos, anlisis de circuitos, punto de funcionamiento.

Alumno: Oscar Marn

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1- Se desea polarizar adecuadamente un diodo LED de arseniuro de Galio (GaAs)

utilizando el circuito adjunto. La caracterstica tensin- corriente del LED es

mostrada, en la que tambin se ha dibujado la recta de carga del circuito.

Ilustracin 1 Circuito I, Caractersticas del dispositivo, Recta de carga.

Circuito equivalente de segmentos lineales.

Como sabemos un diodo semiconductor en este caso de arseniuro de galio (GaAs), no

alcanza el punto de conduccin hasta que llega hasta 1 volts como muestra la grficade caracterstica del dispositivo en la ilustracin I, entonces deber existir en un circuito

equivalente una batera que se oponga a la direccin de conduccin, la baterasolamente indica que el voltaje del dispositivo debe ser mayor a el voltaje de umbral de labatera antes que se puede establecer una conduccin en el dispositivo en el sentido de la

direccin indicado por el diodo ideal.

Ilustracin 2 Circuito equivalente de segmento lineales.

El nivel aproximado de se puede determinar con la expresin anterior, con los datospresentes del punto de operacin del dispositivo, que tambin se describen en la hoja de

especificaciones. Con la grfica sabemos que se requerir un desplazamiento de 1v para

que la curva se eleve.

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Solucion ejercicio 1.

a- La tension de polariacion y la corriente de polarizacion se puede obtener del

analisis de la grafica de las caracteristicas del dispositivo y la recta de carga que

se presenta en la ilustracion 1.

La interseccion de la recta de carga y la curva de caracteristica del dispositivo led

de GaAs, dan el punto de trabajo del dispositivo tambien denominado punto Q, y

en este caso los valores corresponden a:

b- Los valores de resistencia R y de la fuente de tension Vcc, los obtenemos de la

recta de carga.

La interseccion de la recta de carga con el eje de tension corresponde al Vcc.

El valor de R lo obtenemos utilizando analisis de circuito y ley de ohm.

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2- En el circuito adjunto los diodos son iguales y sus caracteristicas tension-corriente pueden aproximarse por el modelo lineal por tramos con y enen serie. El conmutador puede estar en alguna de las posiciones A B.

Determinar

a- La correinte con el conmutador en la posicin A.b- La correinte con el interruptor en la posicion B si .c- La correinte con el interruptor en la posicion B si .

Considera:

Ilustracin 3 Circuito problema 2

Solucin ejercicio 2.

a) El interruptor en la posicin A. y analizamos el circuito bajo la suposicin que lostres diodos involucrados estn conduciendo.

Ilustracin 4Circuito problema 2a

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De las leyes de corriente de Kirchhoff tenemos que:

En el enunciado A no se hace mencin de por lo que utilizamos el modelosimplificado de un diodo.

Ilustracin 5 modelo simplificado de diodo.

Se concluye que independiente del valor de los diodos no estn conduciendo,ya que estn polarizados inversamente, por lo que se encuentran en un estado de

circuito abierto, cuando el interruptor est en la posicin A.

Ilustracin 6 Circuito problema 2b-c

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b) El interruptor en la posicin B. y analizamos el circuito bajo la suposicin que los

tres diodos involucrados estn conduciendo.

Los diodos se encuentran en conduccin y la corriente cuando elinterruptor se encuentra en la posicin B.

c) El interruptor en la posicin B. y analizamos el circuito bajo la suposicin que los

tres diodos involucrados estn conduciendo y esta vez el valor de .

Los diodos se encuentran en conduccin y la corriente cuando elinterruptor se encuentra en la posicin B, y la resistencia interna del dispositivo es

.

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3- Un diodo tiene y .a) Cul es el voltaje del diodo si la corriente del mismo es ?b) Cul es el voltaje del diodo si la corriente del mismo es ?c) Cul es la corriente del diodo para ?d) Cul es la corriente del diodo para ?e) Cul es la corriente del diodo para ?

El modelo matemtico ms empleado es el de Shockley que permite aproximar el

comportamiento del diodo en la mayora de las aplicaciones. La ecuacin que liga

la intensidad de corriente y la diferencia de potencial es:

Para voltajes grandes, en la regin de polarizacin directa, se puede eliminar el 1 de la

ecuacin, quedando como resultado:

Solucin ejercicio 3

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a-

b-

c-

d-

e-

Ilustracin 7 Curva caracterstica del diodo

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