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1 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA EN TELECOMUNICACIONES Y REDES INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA, TELECOMUNICACIONES Y REDES GUÍA DE LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I PRÁCTICA No. 2 INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL - SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO. 1. DATOS GENERALES: NOMBRE: estudiante(s) CODIGO(S): de estudiante(s) Daniel Peña 427 Cristian Cardoso 703 Daniela Toainga 679 Adriana Paca 422 Magali López 592 GRUPO No.: 7 FECHA DE REALIZACIÓN: FECHA DE ENTREGA: 23/04/2015 30/04/2015

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Page 1: GRUPO#2. PRACTICA#2.pdf

1 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA

ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA EN TELECOMUNICACIONES Y REDES

INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA, TELECOMUNICACIONES Y REDES

GUÍA DE LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I

PRÁCTICA No. 2 – INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL - SIMULACIÓN EN LABVIEW

DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.

1. DATOS GENERALES:

NOMBRE: estudiante(s) CODIGO(S): de estudiante(s)

Daniel Peña 427

Cristian Cardoso 703

Daniela Toainga 679

Adriana Paca 422

Magali López 592

GRUPO No.: 7

FECHA DE REALIZACIÓN: FECHA DE ENTREGA:

23/04/2015 30/04/2015

Page 2: GRUPO#2. PRACTICA#2.pdf

2 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.

2. OBJETIVO(S):

2.1. GENERAL

Comprobar los diferentes niveles de resistencia de un diodo de Si, Ge Y GaAs,

con ayuda del instrumento virtual Labview.

2.2. ESPECÍFÍCOS

Comprobar los niveles de resistencia CD de un diodo ingresando valores de

voltaje y corriente en los diferentes diodos.

Comprobar los niveles de resistencia CA de un diodo ingresando valores de

voltaje y corriente en los diferentes diodos.

Calcular los niveles de resistencia promedio CA Y CD de un diodo ingresando

valores de voltaje y corriente en los diferentes diodos.

Comprobar los estados de conducción y no conducción de los diodos.

3. METODOLOGÍA

Experimental.

4. EQUIPOS Y MATERIALES:

EQUIPOS:

- Computador con Labview.

5.- MARCO TEORICO:

Labview

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) es un lenguaje de

programación gráfico para el diseño de sistemas de adquisición de datos,

instrumentación y control. Labview permite diseñar interfaces de usuario mediante

una consola interactivo basado en software.

Page 3: GRUPO#2. PRACTICA#2.pdf

3 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.

Labview es a la vez compatible con herramientas de desarrollo similares y puede

trabajar con programas de otra área de aplicación, como por ejemplo Matlab. Tiene

la ventaja de que permite una fácil integración con hardware, específicamente con

tarjetas de medición, adquisición y procesamiento de datos (incluyendo adquisición

de imágenes). Es decir:

Se reduce el tiempo de desarrollo de las aplicaciones al menos de 4 a 10

veces, ya que es muy intuitivo y fácil de aprender.

Dota de gran flexibilidad al sistema, permitiendo cambios y actualizaciones

tanto del hardware como del software.

Da la posibilidad a los usuarios de crear soluciones completas y complejas.

Con un único sistema de desarrollo se integran las funciones de adquisición,

análisis y presentación de datos.

El sistema está dotado de un compilador gráfico para lograr la máxima

velocidad de ejecución posible.

Tiene la posibilidad de incorporar aplicaciones escritas en otros lenguajes.

LabVIEW es un entorno de programación destinado al desarrollo de

aplicaciones, similar a los sistemas de desarrollo comerciales que utilizan el

lenguaje C o BASIC.

Niveles de resistencia de un diodo

A medida que el punto de operación de un diodo se mueve de una región a otra, su

resistencia también cambia debido a la forma no lineal de la curva de

características.

Existen tres niveles diferentes de resistencias de un diodo.

1.-Resistencia de CD o estática.- La aplicación de un voltaje de cd a un circuito

que contiene un diodo semiconductor produce un punto de operación en la curva de

Page 4: GRUPO#2. PRACTICA#2.pdf

4 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.

características que no cambia con el tiempo. La resistencia del diodo en el punto de

operación se halla determinando los niveles correspondientes de VD e ID como se

muestra en la figura 1 y aplicando la ecuación 1:

Fig.1. ( R. BOYLESTAD.” Determinación de la resistencia de cd de un diodo en un punto de operación

particular.” Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial PEARSON. Décima edición.)

Los niveles de resistencia de cd en la rodilla y debajo de ella son mayores

que los niveles de resistencia obtenidos para la sección de levantamiento vertical de

las características. Los niveles de resistencia en la región de polarización en inversa

son por naturaleza bastante altos.

En general, por consiguiente, cuanto mayor sea la corriente a través de un diodo,

menor será el nivel de resistencia de cd

Ec. 1. ( R. BOYLESTAD.” resistencia del diodo en el punto de operación””. Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial PEARSON. Décima edición.)

La resistencia de cd de un diodo es independiente de la forma de las características

en la región alrededor del punto de interés.

Page 5: GRUPO#2. PRACTICA#2.pdf

5 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.

2.- Resistencia de CA o dinámica.- Si se aplica una entrada senoidal en lugar de

una de cd, la situación cambiará por completo. La entrada variable moverá el punto

de operación instantáneo hacia arriba y hacia abajo de una región de las

características, y por lo tanto define un cambio específico de la corriente y voltaje

como se muestra en la figura 2. Sin ninguna señal variable aplicada, el punto de

operación sería el punto Q que aparece en la figura 2, determinado por los niveles

de cd aplicados. La designación de punto Q se deriva de la palabra quiescente, que

significa “fijo o invariable”

Fig.2. ( R. BOYLESTAD.” Definición de la resistencia dinámica o resistencia de ca.” Electrónica teoría de

circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial PEARSON. Décima edición.)

Una línea recta trazada tangente a la curva por el punto Q como se muestra

en la figura 3 definirá un cambio particular del voltaje y corriente que se puede

utilizar para determinar la resistencia de ca o dinámica en esta región de las

características del diodo. Se deberá hacer un esfuerzo por mantener el cambio de

voltaje y corriente lo más pequeño posible y equidistante a ambos lados del punto

Q. En forma de ecuación 2.

Page 6: GRUPO#2. PRACTICA#2.pdf

6 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.

Fig.3. ( R. BOYLESTAD.” Determinación de la resistencia de ca en un punto Q.” Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial PEARSON. Décima edición.)

Ec. 2. ( R. BOYLESTAD.” Resistencia de ca o dinámica”. Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial PEARSON. Décima edición.)

Cuanto más inclinada sea la pendiente, menor será el valor de ΔVd con el

mismo cambio de ΔId y menor es la resistencia. La resistencia de ca en la región de

levantamiento vertical de la característica es, por consiguiente, bastante pequeña,

en tanto que la resistencia de ca es mucho más alta con niveles de corriente bajos.

En general, por consiguiente, cuanto más bajo esté el punto de operación

(menor corriente o menor voltaje), más alta es la resistencia de ca.

La derivada de una función en un punto es igual a la pendiente de la línea

tangente trazada en dicho punto.

En la ecuación 3 implica que la resistencia dinámica se determina con sólo sustituir

el valor quiescente de la corriente de diodo en la ecuación.

Ec. 3. ( R. BOYLESTAD.” Resistencia de ca o dinámica”. Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial PEARSON. Décima edición.)

Page 7: GRUPO#2. PRACTICA#2.pdf

7 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.

3.- Resistencia de ca promedio

La resistencia de ca promedio es, por definición, la resistencia determinada por una

línea recta trazada entre las dos intersecciones establecidas por los valores máximo

y mínimo del voltaje de entrada.

Ec. 3. ( R. BOYLESTAD.” Resistencia de ca promedio”. Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial PEARSON. Décima edición.)

Fig.4. ( R. BOYLESTAD.” Determinación de la resistencia de ca promedio entre los límites indicados.” Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial PEARSON. Décima edición.)

Como con los niveles de resistencia de cd y ca, cuanto más bajo sea el nivel

de las corrientes utilizadas para determinar la resistencia promedio, más alto será el

nivel de resistencia.

6. PROCEDIMIENTO

IMPLEMENTACIÓN Y RECOLECCIÓN DE DATOS:

Silicio (Si)

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8 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.

Germanio (Ge)

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9 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.

Arseniuro de Galio (GaAs)

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10 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.

Page 11: GRUPO#2. PRACTICA#2.pdf

11 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS:

Silicio (Si)

Resistencia (CD) o dinámica

𝑅𝑑 =𝑉𝑑

𝐼𝑑

𝑅𝑑 =0,77 𝑉

10 ∗ 10−3 𝐴

𝑅𝑑 = 77 𝑜ℎ𝑚

Resistencia (CA) o estática

𝑅𝑑 =∆𝑉𝑑

∆𝐼𝑑

𝑅𝑑 =(0,7 − 0,55)𝑉

2,8 ∗ 10−3 𝐴

𝑅𝑑 = 53,5714 𝑜ℎ𝑚

Resistencia Promedio (CA)

𝑅𝑑 =∆𝑉𝑑

∆𝐼𝑑

𝑅𝑑 =(0,7 − 0,475)𝑉

4 ∗ 10−3 𝐴

𝑅𝑑 = 56,25 𝑜ℎ𝑚

Page 12: GRUPO#2. PRACTICA#2.pdf

12 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.

Germanio (Ge)

Resistencia (CD) o dinámica

𝑅𝑑 =𝑉𝑑

𝐼𝑑

𝑅𝑑 =0,35 𝑉

10 ∗ 10−3 𝐴

𝑅𝑑 = 35 𝑜ℎ𝑚

Resistencia (CA) o estática

𝑅𝑑 =∆𝑉𝑑

∆𝐼𝑑

𝑅𝑑 =(0,3 − 0,175)𝑉

3 ∗ 10−3 𝐴

𝑅𝑑 = 41,6667 𝑜ℎ𝑚

Resistencia Promedio (CA)

𝑅𝑑 =∆𝑉𝑑

∆𝐼𝑑

𝑅𝑑 =(0,3 − 0,075)𝑉

4 ∗ 10−3 𝐴

𝑅𝑑 = 56,25 𝑜ℎ𝑚

Page 13: GRUPO#2. PRACTICA#2.pdf

13 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.

Arseniuro de Galio (GaAs)

Resistencia (CD) o dinámica

𝑅𝑑 =𝑉𝑑

𝐼𝑑

𝑅𝑑 =1,27 𝑉

10 ∗ 10−3 𝐴

𝑅𝑑 = 127 𝑜ℎ𝑚

Resistencia (CA) o estática

𝑅𝑑 =∆𝑉𝑑

∆𝐼𝑑

𝑅𝑑 =(1,2 − 1,07)𝑉

2,8 ∗ 10−3 𝐴

𝑅𝑑 = 46,4286 𝑜ℎ𝑚

Resistencia Promedio (CA)

𝑅𝑑 =∆𝑉𝑑

∆𝐼𝑑

𝑅𝑑 =(1,2 − 0,95)𝑉

4 ∗ 10−3 𝐴

𝑅𝑑 = 62,5 𝑜ℎ𝑚

Page 14: GRUPO#2. PRACTICA#2.pdf

14 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

Conclusiones:

Comprobamos que cuando se ingresa el voltaje del elemento del cual

queremos calcular el nivel de resistencia como puede ser de (Si, Ge, GaAs) es

mayor a 0.7 (Si), 0.3 (Ge), 1.2 (GaAs) existe conducción y se enciende un diodo

led. mientras que cuando el voltaje ingresado es menor al voltaje del elemento

no existe conducción.

Pudimos comprobar los niveles de resistencia de corriente directa de un diodo

mediante el ingreso de valores de voltaje y corriente en cada uno de los diodos.

También comprobamos los niveles de resistencia de corriente alterna de un

diodo, lo observamos ingresando valores de voltaje y corriente en los diferentes

diodos.

Se pudo calcular los niveles de resistencia promedio tanto en corriente directa

como en corriente alterna de un diodo ingresando valores de voltaje y corriente

en los diferentes diodos.

Hemos podido comprobar los estados de conducción y no conducción de los

diodos.

Recomendaciones:

Es necesario contar con los conocimientos previos en cuanto al tema

estudiado, en este caso el diodo para realizar la práctica dada.

Para que pueda funcionar correctamente es necesario conocer los materiales

a utilizar, las condiciones que nos presenta cada uno de ellos para evitar

cualquier tipo de daño.

Page 15: GRUPO#2. PRACTICA#2.pdf

15 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.

Debemos tener en cuenta que un diseño bien estructurado nos lleva a obtener

una práctica bien realizada, es decir, no confundirse en el momento de armarlo.

8.- BIBLIOGRAFÍA

R. BOYLESTAD.” Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”.

Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial

PEARSON. Décima edición

J SANCHEZ. “TUTORIAL LABVIEW”. UNIVERSIDAD DE IBAGUE

FACULTAD DE INENIERIA PROGRAMA INGENIERIA ELECTRONICA

PROYECTOS IBAGUE (2011).