electrónica informe - características de los diodos

8/2/2019 Electrónica Informe - Características De Los Diodos

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Universidad Pedagógica Y Tecnológica De ColombiaSeccional Duitama ELECTRÓNICA IEscuela De Ingeniería Electromecánica

LABORATORIO No. 2

CARACTERÍSTICAS DE LOS DIODOS, APLICACIONES:RECTIFICADORES Y RECORTADORES

JASSON RICARDO DIAZ LEON [email protected]

RICARDO ALONSO ESTEPA ESTUPIÑ[email protected]

RESUMEN: En el laboratorio se pretendeconocer las características principales decorriente y tensión de los diodos, ademásanalizar su comportamiento con ayuda delosciloscopio y del multímetro. Se iniciahaciendo el montaje de los circuitospropuestos sobre el protoboard para suposterior medición, alimentando el circuitocon el generador de señales. Para el análisisy obtención de los distintos tipos de voltajesde entrada y salida, el osciloscopio digital

permite visualizarlos de manera simultánea,permitiendo un análisis más completo.

Se analiza como el efecto de los voltajesumbrales y de ruptura son determinantes enlas operaciones con diodos, esto, analizandolos circuitos a ensamblados en el protoboard.

INTRODUCCION: Un diodo es un elementode dos terminales cuya característicaTensión-corriente no es lineal. Está formadopor un cristal semiconductor dopado de tal

manera que una mitad es tipo "P" y la otra"N", constituyendo una unión PN. El terminalque se corresponde con la parte P se llamaánodo y el que coincide con la N cátodo.Las características de su funcionamientoestán definidas por una curva denominadacurva característica del diodo rectificador.

La función principal de un circuito recortadores la de recortar una porción de una señalalterna. También puede ser la de limitar elvalor máximo que puede tomar una señal dereferencia o bien una señal de control, encuyo caso estos circuitos son tambiénconocidos como circuitos limitadores. Estaacción es llevada a cabo mediante diodossemiconductores en combinación conelementos resistivos y fuentes de voltaje.

0

1

2

3

4

5

0 0,2 0,4 0,6 0,8

C o r r i e n t e m A

Voltaje V

Curva caracteristica de un diodo




RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA

Figura 1 Rectificador De Media Onda

Tabla 1 Valores Medidos Con El Osciloscopio

RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA ALIMENTADO CON EL GENERADOR DE SEÑALES

Señal deEntrada

Vi Pico Vi RMS Vi Promedio Fi Vo Pico Vo RMS Vo Promedio Fo K K1

Sinusoidal 8 5,37 14,6 60 7,6 3,58 6,4 60 0,671 0,842

Triangular 8 4,39 14,2 60 7,4 2,87 6,4 60 0,548 0,864

Cuadrada 8 7,53 15,2 60 7,8 5,16 6,8 60 0,941 0,871




Figura 2 Onda Sinusoidal

Figura 3 Onda Sinusoidal Simulada




Figura 4 Onda Triangular

Figura 5 Onda Triangular Simulada




Figura 6 Onda Cuadrada

Figura 7 Onda Cuadrada Simulada




Tabla 2 Valores Calculados A Partir Del Modelo Ideal


Señal de

Entrada

Vi Pico Vi RMS Fi Vo Pico Vi Promedio Fo K K1

Sinusoidal 8 5,656 60 8 2,546 60 0,706 0,318

Tabla 3 Valores Simulados En Proteus


Señal deEntrada


Sinusoidal 8 5,656 60 5,15 2,546 60 0,706 0,494

Figura 8 Valores Pico Simulados




Figura 9 Rectificador De Media Onda Con Transformador Reductor


RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA ALIMENTADO CON UN TRANSFORMADOR REDUCTOR

Señal deEntrada

Vi Pico Vi RMS Vi Promedio Fi Vo Pico Vo RMS Vi Promedio Fo K K1

Sinusoidal 17,4 12,2 33,4 60 17,2 8,63 16,2 60 0,701 0,941

Figura 10 Onda Sinusoidal Dada Por El Transformador






Señal de

Entrada


Sinusoidal 17 12,02 60 17 5,41 60 O,707 0,318



Señal deEntrada


Sinusoidal 17,1 12,02 60 6,20 5,411 60 0,707 0,872

Figura 11 Valores Pico Simulados Con Un Transformador




Un diodo rectificador elimina la parte de la onda que está por encima o por debajo de su eje, pero nopuede mantener la tensión constante.

En el caso del rectificador de media onda la corriente que circula por el diodo, secundario deltransformador y resistencia es la misma.

En el rectificador de media onda, al hacer variaciones en alguno de sus elementos, se originancambios en la señal o variaciones en el voltaje.




RECORTADORES DE ONDA COMPLETA

Figura 12 Recortador De Onda Completa En Puente


RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA ALIMENTADO CON EL GENERADOR DE SEÑALES

Señal deEntrada


Sinusoidal 8 5,56 14,8 60 7,4 4,09 6,4 120 0,695 0,864

Triangular 8 4,53 14,2 60 6,64 3,49 6,08 120 0,566 0,915

Cuadrada 8 7,26 14,4 60 6,8 4,64 6,2 120 0,907 0,911




Figura 13 Onda Sinusoidal

Figura 14 Onda Sinusoidal Simulada




Figura 15 Onda Triangular

Figura 16 Onda Triangular Simulada




Figura 17 Onda Cuadrada Simulada



Señal deEntrada


Sinusoidal 8 5,656 60 8 5,092 120 0,707 0,636



Señal deEntrada


Sinusoidal 8 5,656 60 2,90 5,092 120 0,706 1,756





Figura 19 Recortador De Onda Completa Con TAP Central





RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA ALIMENTADO CON UN TRANSFORMADOR REDUCTOR

Señal de

Entrada


Sinusoidal 17,4 12,2 33,4 60 17,2 11,2 15,4 120 0,701 0,895

Figura 20 Onda Sinusoidal Simulada Dada Por El Transformador



Señal deEntrada


Sinusoidal 17 12,02 60 17 10,822 120 0,707 0,636




Tabla 12 Valores Simulados Con Proteus


Señal de

Entrada


Sinusoidal 17 12,02 60 6,20 10,822 120 0,707 1,745





La señal rectificada de onda completa aprovecha toda la onda inicial.

Este tipo de señal puede ser el doble de eficiente que la rectificación de media onda.

En un rectificador de onda completa se utiliza un transformador con el fin de obtener polaridadespositivas y negativas.

Un rectificador de onda completa transfiere energía de la entrada a la salida durante todo el ciclo yproporciona mayor corriente promedio por cada ciclo en relación con la que se obtiene utilizando unrectificador de media onda.




CAMBIADORES DE NIVEL

Figura 22 Cambiador De Nivel


CAMBIADOR DE NIVEL

Señal de Entrada Vi Pico Vi RMS Fi Vo Pico Vi Promedio Fo K K1

Configuración 1 8 5,31 60 5,20 4,5 60 0,663 0,865

Configuración 2 8 5,1 60 -3,44 4,0 60 0,637 -1,162

Configuración 3 8 5,14 60 7,60 4,58 60 0,642 0,602

Configuración 4 8 5,31 60 7,68 4,76 60 0,663 0,619




Figura 23 Configuración Nº1




Figura 24 Configuración Nº1 Simulada





Lo que hace el circuito fijador de nivel es agregar una componente de corriente continua a la señal ala forma de la señal original que ha sido respetada y lo que ha sucedido es un desplazamientovertical de dicha señal.

Un cambiador de nivel positivo, produce un desplazamiento de una señal desplazando toda la señalhacia arriba hasta que los picos negativos se hallan en cero y los picos positivos se hallan en 2Vm.

Sin importar la forma de onda que se use, el cambiador de nivel funciona de igual manera que si setratara de una onda sinusoidal.




CONCLUSIONES

El circuito regulador de tensión,proporciona una tensión de salida casiconstante a partir de una fuente variable.

Dado el orden de magnitud de tensión ycorriente, se puede analizar el diodocomo un dispositivo ideal el cual soloconduce cuando la tensión supera los0,7v.

Como el diodo ideal puede mantener elflujo de corriente en una sola dirección, se

puede utilizar para cambiar una señal deC.A en una de C.D.

Cuando el diodo se polariza en directo, latensión de salida a través de laresistencia se puede encontrar a partir dela relación de un divisor de tensión.

En condición de polarización inversa, lacorriente es cero, de manera que latensión de salida también es cero.

Si se añade una batería en serie con eldiodo, un circuito rectificador recortaratodo lo que se encuentre por encima o pordebajo del valor de la batería,dependiendo de la orientación del diodo.

Se observa que, cuando la diferencia depotencial supera los +0.6 V, el diodo secomporta prácticamente como un cable,sin oponerse a la circulación de corriente.Por el contrario, si se conecta el diodo de

manera tal que su diferencia de potencialsea menor a +0.6 V, la corriente quecircule por él será casi nula, impidiendo,como es evidente que circule corriente

por la resistencia.

Los diodos sirven para restringir la tensióna la salida del circuito pudiendo utilizarsecomo protección de circuitos oinstrumentos de medición.

Se encuentra el problema de que esnecesario aislar la tierra del osciloscopio

con una terminal 3 a 2 para obtener unavisualización correcta de la onda.

Este tipo de circuito permite aprovechar almáximo la señal senoidal de entrada,puesto que presenta en la carga un nivelde tensión de igual polaridad para ambossemiciclos, esto es, salen dos semiciclospositivos o dos semiciclos negativos, locual se traduce en un nivel promedio de laseñal de valor mayor que el circuitorectificador de media onda.

Podemos observar que la importancia delos diodos rectificadores es muy grande,pues permite tanto transformar una señalde corriente alterna en una de corrientedirecta, como duplicar, triplicar,cuadriplicar, etc. voltajes y poder sujetarseñales a un cierto valor de CD requerido.




ANEXO

SIMULACIONES PROPUESTAS EN CLASE

Figura 31 Circuito Con Diodo Zener




Figura 34 Simulación Circuito Nº2

Figura 35 Valores Pico Circuito Nº2

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