ep02_diodos
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Descripción de Diodos, principales características de los Diodos, tipos de diodos y aplicaciones más comunes.TRANSCRIPT
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CICLO V
ELECTRNICA DE POTENCIA
Ing. Angel J. Ordez, MSc(e)
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"El"diodo"es"el"disposi+vo"electrnico"ms"simple."Es"un"semiconductor"de"dos"terminales"(nodo"y"Ctodo)"que"ofrece"una"baja"resistencia"del"orden"de" los"m"en"una"polarizacin"y"del"orden"de" los"G"en" la"otra."Esto"lo"convierte"en"un"componente"adecuado"como"rec+ficador."""" El" diodo" exhibe" una" relacin" no" lineal" entre" la" tensin" entre" sus"terminales"y"la"corriente"que"circula"por"l."En"el"anlisis"de"circuitos"con"diodos," se" pueden" realizar" algunas" aproximaciones" que" faciliten" la"resolucin"del"sistema."""" Se" estudian" tambin" algunos" diodos" de" uso" especial," como" son" los"Zener,"LED,"Fotodiodos"y"SchoNky."""" Los" diodos" permiten" desarrollar" circuitos" con" dis+ntas" aplicaciones,"destacando"la"rec+ficacin,"en"cualquiera"de"sus"variantes."
DIO
DO
S D
E PO
TEN
CIA
Introduccin
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Caractersticas. Smbolo
Diodo semiconductor: union PN. Referencia: diodos de silicio (Si) Elemento biterminal. Terminales diferentes.
+ Ctodo nodo
Polarizacin directa Polarizacin inversa
+
+
E
I
+
+
E
I
DIO
DO
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TEN
CIA
Caractersticas Generales
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Diodo rectificador En P.D. conduce corriente. En P.I. no conduce.
Diodo LED En P.D. conduce corriente y emite luz. En P.I. no conduce corriente y no emite luz.
Fotodiodo Opuesto al anterior. En P.I. absorbe luz detectada y conduce corriente
Diodo Zener En P.D. como el diodo rectificador En P.I., si se supera cierta tensin (tensin Zener) conduce tambin.
DIO
DO
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TEN
CIA
Tipos de Diodos
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P40""0"
P2"
i"[A]"V"[Volt.]"
i" +""V""P"
P" "N"
+"""""""""""""P"
P""""""+"
+"""""""""""""P"
+"""""""""""""P"
+
-
+
- -
++- - +
La corriente aumenta fuertemente si se producen pares electrn-hueco adicionales por choque con la red cristalina de electrones y huecos suficientemente acelerados por el campo elctrico de la zona de transicin
Avalancha primaria
DIO
DO
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TEN
CIA
Ideas generales sobre diodos de unin PN
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El"diodo"semiconductor"encapsulado"
nodo"
Ctodo"
nodo"
Ctodo"
Encapsulado (cristal o resina sinttica)
Terminal"
Terminal"
P"N"
Marca sealando el ctodo
Contacto"metalPsemiconductor"
Contacto"metalPsemiconductor"
Oblea"de"semiconductor"
DIO
DO
S D
E PO
TEN
CIA
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Diodo:&Polarizacin&directa"
"
"
DIO
DO
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TEN
CIA
Ideas generales sobre diodos de unin PN
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Diodo:&Polarizacin&inversa"
"
"
DIO
DO
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TEN
CIA
Ideas generales sobre diodos de unin PN
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Diodo:&Grfica&del&diodo"
"
"
Si"se"supera"el"voltaje"umbral"o" de" codo," y"suele"tener"un"valor" de" 0,7"vol+os" para" el"d i o d o " d e"germanio"y"de"0 , 3" v o l + o s"pa ra" e l" de"silicio"el"diodo"empezar" a"conducir""PARMETROS&CARACTERSTICOS."
VM"="Voltaje"mximo."Vr"="Voltaje"de"ruptura."IM"="Corriente"mxima""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Ideas generales sobre diodos de unin PN
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El"diodo"ideal"
vD"="0"cuando"iD""0"
iD"="0"cuando"vD""0"
DIO
DO
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Ideas generales sobre diodos de unin PN
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La unin P-N
Funcionamiento:
!Aplicando tensin inversa no hay conduccin de corriente
!Al aplicar tensin directa en la unin es posible la circulacin de corriente elctrica
P N
DIODO SEMICONDUCTOR
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DO
S D
E PO
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CIA
Ideas generales sobre diodos de unin PN
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Diodos"
Condensadores"
Corriente&alterna&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&Corriente&conAnua&&&&&&&&&&&Rec+ficador"
Diodo:&Aplicaciones"D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
DIODOS
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Diodos&especiales:&Diodo&LED"
"
"
Se"encierran"en"una"cpsula"que"permita"que"la"radiacin"luminosa"en"forma"de"fotones"salga"al"exterior.""
La"curva"caracters+ca"de"un"diodo"L.E.D."es"similar"a"la"de"cualquier"diodo,"a"diferencia"de"que"el"voltaje"de"codo"es"mucho"mayor,"del"orden"de"1,5"a"2,5"V"con"corrientes"entre"10"y"50"mA""
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TIPOS
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Diodos&especiales:&Diodo&ZENER"
"
"
Las"principales"aplicaciones"se"encuentran"las"de"estabilizador,"aunque"tambin"se"pueden"u+lizar"como"limitadores,"recortadores"o"protectores."
Es"un"diodo"que"trabaja"normalmente"polarizado"inversamente,"y"que"+ene"la"caracters+ca"de"mantener"entre"sus"terminales"una"d.d.p."muy"estable"y"propia"de"cada"zener"(voltaje"de"zener).""
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Ideas generales sobre diodos de unin PN
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"Encapsulados"de"diodos""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Axiales
DO 35 DO 41 DO 15 DO 201
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"Encapsulados"de"diodos""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Para grandes potencias
B 44
DO 5
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"Encapsulados"de"diodos""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Agrupaciones de 2 diodos
2"diodos"en"ctodo"comn" 2"diodos"en"serie"
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"Encapsulados"de"diodos""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Agrupaciones de 2 diodos (con varias conexiones)
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"Encapsulados"de"diodos""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Agrupaciones de 2 diodos (sin conectar)
Nombre del dispositivo
-
"Encapsulados"de"diodos""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Agrupaciones de 2 diodos. Diversos encapsulados para el mismo dispositivo
Nombre del dispositivo
Encapsulados
-
"Encapsulados"de"diodos""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Agrupaciones de 4 diodos (puentes de diodos)
Dual in line
-
"Encapsulados"de"diodos""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Agrupaciones de 4 diodos (puentes de diodos)
+ -+ -
-
"Encapsulados"mixtos"de"diodos"y"otros"disposi+vos"""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Dan origen a mdulos de potencia
- Adecuados para alta potencia y relativa alta frecuencia
- Minimizan las inductancias parsitas del conexionado
- Se usan en aplicaciones industriales, espaciales, militares, etc
- Se pueden pedir a medida
Control de Motores Electrnica militar
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TEN
CIA
Caractersticas fundamentales de cualquier diodo
1 -Mxima tensin inversa soportada
2 -Mxima corriente directa conducida
3 -Cada de tensin en conduccin
4 -Corriente de inversa en bloqueo
5 -Velocidad de conmutacin
Baja tensin 15 V
30 V
45 V
55 V
60 V
80 V
Alta tensin 500 V
600 V
800 V
1000 V
1200 V
1 Mxima tensin inversa soportada
Media tensin 100 V
150 V
200 V
400 V
Ejemplo de clasificacin
Corresponde a la tensin de ruptura de la unin inversamente polarizada
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DIO
DO
S D
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TEN
CIA
1 Mxima tensin inversa soportada
El fabricante suministra (a veces) dos valores:
- Tensin inversa mxima de pico repetitivo VRRM - Tensin inversa mxima de pico no repetitivo VRSM
La tensin mxima es crtica. Superarla suele ser determinante del deterioro irreversible del componente
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DIO
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TEN
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2 Mxima corriente directa conducida
El fabricante suministra dos (y a veces tres) valores:
- Corriente eficaz mxima IF(RMS) - Corriente directa mxima de pico repetitivo IFRM - Corriente directa mxima de pico no repetitivo IFSM
Depende de la cpsula
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5 Velocidad de conmutacin Ms informacin suministrada por
los fabricantes STTA506D"
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5 Velocidad de conmutacin
La velocidad de conmutacin (valorada con la trr) ayuda a clasificar los diodos
Standard
Fast
Ultra Fast
Schottky
VRRM trr IF
100 V - 600 V
100 V - 1000 V
200 V - 800 V
15 V - 150 V
> 1 s
100 ns 500 ns
20 ns 100 ns
< 2 ns 1 A 150 A
1 A 50 A
1 A 50 A
1 A 50 A
Las caractersticas de todos los semiconductores (por supuesto, tambin de los diodos) se pueden encontrar en Internet (pdf)
www.irf.com
www.onsemi.com
www.st.com
www.infineon.com
Direcciones web
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TRABAJO&GRUPAL
1."DESCRIBA"5"TIPOS"DE"APLICACIONES""ELECTRNICA"DE"POTENCIA"
2. REALICE UN COMENTARIO DE DOS TIPOS DE APLICACIONES QUE A SU CRITERIO SOBRESALGAN
SOBRE LAS OTRAS.
ACTIVIDADES&
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TAREA&No.&1&
INVESTIGACIN&
Introduccin&a&la&Teora&de&Potencia&
" Inves+gar"y"describir"los"disposi+vos"Diodos"y"Tiristores,"(Trabajo*a*Mano)"con"
una"extensin"mn."2"pginas,"mx."4"pginas."
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LIBRO&
Electrnica&de&Potencia,&ConverAdores,&Aplicaciones&y&Diseo.&
Mohan"Ned,"Undelan"Tore,"Robbins"William"
""""""""Captulo&2.&2.1Introduccin"2.2&Diodos"2.3&Tiristores"2.4&Caracters+cas"deseadas"en"interruptores"controlables
LUNES&23&DE&MARZO&