EL DIODO:ENTRADAS

SENOIDALES

Ing. Mónica Maritza Patiño Martínez

Aplicaciones de los diodos

Rectificación de media OndaRectificación de Onda CompletaRecortadoresCambiadores de nivelDiodo zener

Rectificadores de Media OndaLos rectificadores de media onda y de onda completa se usan para transformar una tensión AC en otra DC.

Rectificadores de Media

Estructura básica y símbolo:

Rectificadores de Media

Ejemploa. Dibuje la salida V0 y determine el nivel DC de la salida.b. Repita a si el diodo ideal se reemplaza por un diodo de silicio

Desarrollo ejemplo a. En esta situación el diodo conducirá durante la parte

negativa de la entrada, para el periodo completo el nivel DC es:

Desarrollo ejercicio

b. Al utilizar un diodo de silicio

Rectificación de onda completa

Puente de diodos

Los diodos D1 y D3 son polarizados en directo en el semiciclo positivo, los diodos D2 y D4 son polarizados en sentido inverso. Ver que la corriente atraviesa la resistencia de carga RL.

Semiciclo positivo

Semiciclo negativoEl el semiciclo negativo, la polaridad del transformador es el inverso al caso anterior y los diodos D1 y D3 son polarizados en sentido inverso y D2 y D4 en sentido directo. La corriente como en el caso anterior también pasa por la carga RL. en el mismo sentido que en el semiciclo positivo.

Rectificación de onda completa Dado que el área por encima del eje para un

ciclo completo es ahora el doble de lo obtenido para un sistema de media onda, el nivel DC se ha duplicado también, entonces:

Ejemplo

Determine la forma de onda de salida y calcule el nivel DC de salida

Desarrollo del ejercicio

Recortadores o Limitadores Existe Una variedad de circuitos cuya

función es recortar parte de la onda de entrada a un circuito sin distorsionar la parte restante, este es el caso de los recortadores. El rectificador de ½ onda es un ejemplo de la forma mas simple de un recortador.

Hay dos tipos de recortadores: serie y paralelo veamos.

Recortadores serie Un circuito recortador serie es aquel en el cual el diodo

está en serie con la carga y se pueden adicionar fuentes  de DC para tener efectos pronunciados en la señal de salida. El circuito puede ser alimentado con formas de onda diferentes.

Concluimos entonces que el circuito está actuando como un recortador que recorta el semiciclo negativo de la señal de entrada dejando pasar hacia Vo solo los semiciclos positivos de Vi.

Recortador serie con fuente adicional En el circuito de la figura vemos que se ha intercalado una fuente

adicional para modificar el resultado de Vo, analicemos su comportamiento.

Cuando Vi es positivo (5V), Están en serie las dos fuentes pero en sentido contrario, la resultante es 3V con el signo de la mayor, El diodo D1 está polarizado inversamente puesto que estamos llevando 5V al cátodo y 2V al ánodo por tanto no conducirá, será un circuito abierto, como I=0 entonces VR = 0 por lo tanto Vo = 0 durante este semiciclo de la señal de entrada.

Recortador serie con fuente adicional Cuando el voltaje de entrada invierte su

polaridad, segundo semiciclo (Vi =-5V), las 2 fuentes quedan en serie y sus valores se suman por tener la misma polaridad, el diodo en estas circunstancias está directamente polarizado (ánodo + cátodo -), por lo tanto hay conducción de corriente y en R se medirá un voltaje VR = -IxR       Vo = -7V. En este circuito se observa que además de recortar la señal se le adiciona un desplazamiento de nivel aportado por la fuente de 2V.

Ejemplo

Determine la forma de onda de salida

Desarrollo

Ejercicio

Repita el ejercicio anterior para la onda cuadra que se muestra en la grafica.

Solución

Recortadores en paralelo

En este tipo de circuitos el diodo se encuentra en paralelo con el voltaje de salida Vo, el análisis es similar al aplicado al de los recortadores en serie veamos.

Recortadores en paralelo Cuando se presenta el semiciclo positivo de Vi, el

diodo D1 se polariza directamente, por tanto conduce y se comporta como un Sw cerrado (corto) por lo tanto el voltaje de la fuente se observa en la resistencia R y en el diodo se miden 0V (Ideal), eso es lo que se aprecia en la figura para el semiciclo positivo (Vo = 0).

Para el segundo semiciclo se invierte la polaridad de Vi, el diodo queda polarizado inversamente y no conduce, como la I = 0 en la resistencia no hay tensión IR=IxR, el resultado es que todo el voltaje de entrada aparecerá entre los extremos del diodo ya que no está conduciendo, por esta razón la gráfica para el segundo semiciclo muestra Vo = Vi.

Recortadores paralelo con fuente adicional. Para el análisis de este circuito se debe tener en cuenta el momento en el

cual el diodo empieza a conducir, Como en este caso tenemos una fuente adicional en serie con el diodo y está en contraposición, debemos pensar que el diodo solo comienza a conducir cuando Vi. está en el semiciclo positivo y tiene un valor igual o mayor a 2 V (considerando el diodo ideal), cuando el diodo esta conduciendo es como si tuviéramos un Sw cerrado por lo tanto se verá en la salida Vo un voltaje igual a 2V.

Para Vi menor a 2V el diodo queda polarizado inversamente y por lo tanto no conduce, como es un circuito abierto el voltaje Vo será entonces el mismo Vi ya que en la resistencia no caerá tensión por

no haber corriente.

Ejemplo

Determine V0 para la red de la figura

Solución

Solución

Ejercicio

Repita el ejercicio anterior usando un diodo de silicio con VT de 0,7v

Solución

Solución

Solución

Cambiadores de nivel Una red cambiadora de nivel es la que cambia una señal a un nivel

D.C diferente, la red debe tener un capacitor, un diodo y un elemento resistivo, pero también puede usar una fuente independiente D.C para introducir un cambio de nivel D.C adicional.

La magnitud R y C debe elegirse de tal forma que la constante de tiempo ζ =RC es lo suficientemente grande para asegurar que el voltaje a través del capacitor no se descargara de manera significativa, durante el intervalo en el que el diodo no esta conduciendo

Cambiadores de nivel

Cambiadores de nivel

Diodo Zener

Equivalentes del diodo zener

Vi y R fijas

Vi y R fijas

Ejercicio

Solución a

Solución b

Vi fijas y RL variable

Vi fijas y RL variable

Ejercicio

Solución a

Solución b

Ejercicios diodo Zener