UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Facultad de Ingeniería Eléctrica, Electrónica !elec"#unicaci"ne$
Apellidos y Nombres:
Nº de Matrícula:
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Realización:
Entrega:
LA%ORA!ORIO DIS&OSI!IVOS ELEC!R'NICOS
EL DIODO (ENER) CARAC!ER*S!ICAS %+SICAS
Informe:
Fecas:
Nota:
Final N!mero:
2
- Octu.re /0/ /1 Octu.re /0/ "rupo:
#rofesor:
N!mero:
$orario:
2
5ierne$ /67264#
Ing) Lui$ &arett" 3ui$4e
In8"r#e del La."rat"ri" de Di$4"$iti5"$ electrónic"$ FIEE
E% &I'& I)
*A-
'./E+I0'- : •
II)
(ENER) *ARA*+ER,.3-I*A-
Veri8icar e 4eri#ental#ente la$ caracterí$tica$ del 8unci"na#ient" del di"d" : ner)
IN+R'&1**I2 +E2RI*A:
&iodo (ener
#e4ue5o diodo (ener
Se#ic"nduct"r
+ipo
-ímbolo electrónico
*onfiguración
+n"d" C;t"d" <$e 4"lari:a in5er$a#ente, c"n re$4ect" al di"d" c"n5enci"nal=
1
In8"r#e del La."rat"ri" de Di$4"$iti5"$ electrónic"$ FIEE
DIODO (ENER
El di"d" (ener e$ un di"d" de $ilici" >ue $e ?a c"n$truid" 4ara >ue 8unci"ne en la$ :"na$ de ru4tura$, reci.e e$e n"#.re 4"r $u in5ent"r, el Dr) Clarence Mel5in (ener) El di"d" :ener e$ la 4arte e$encial de l"$ regulad"re$ de ten$ión ca$i c"n$tante$ c"n inde4endencia de >ue $e 4re$enten grande$ 5ariaci"ne$ de la ten$ión de red, de la re$i$tencia de carga te#4eratura) S"n #al lla#ad"$ a 5ece$ di"d"$ de a5alanc?a, 4ue$ 4re$entan c"#4"rta#ient"$ $i#ilare$ a e$t"$, 4er" l"$ #ecani$#"$ in5"lucrad"$ $"n di8erente$
2
In8"r#e del La."rat"ri" de Di$4"$iti5"$ electrónic"$ FIEE
3
In8"r#e del La."rat"ri" de Di$4"$iti5"$ electrónic"$ FIEE
4
In8"r#e del La."rat"ri" de Di$4"$iti5"$ electrónic"$ FIEE
III)
Materiales y e4uipos: •
Fuente de c"rriente c"ntinua " 5"lta@e a@u$ta.le
5
In8"r#e del La."rat"ri" de Di$4"$iti5"$ electrónic"$ FIEE
•
V"ltí#etr" analógic" de CC
0oltímetro analógico Marca
Y""gaBa
Modelo
/00
No:
2AA/0-
-ensibilidad 0 #A 7 0G HV
•
D"$ #ilia#4erí#etr"$ analógic"$ de CC Miliamperímetro Analógico Marca
YOGOJAKA
Modelo
/-0
No:
-%A1
-ensibilidad
0 HV
6
In8"r#e del La."rat"ri" de Di$4"$iti5"$ electrónic"$ FIEE •
Un #ultí#etr" digital Multímetro &igital Marca FLUGE Modelo 0-.N
1//1227/1
•
Un Di"d" (ener
•
Re$i$tencia$ de 02) H, /)0 H )01 GH
•
Ca.le$ c"nect"re$
7
In8"r#e del La."rat"ri" de Di$4"$iti5"$ electrónic"$ FIEE
I0)
#rocedimiento:
0) U$and" el "?#í#etr", #edir la$ re$i$tencia$ directa e in5er$a del Di"d" (ener)
R) &irecta 67)7 8
R) In9ersa ;< M8
/) Ar#ar el circuit de la 8igura 0) a) C"n$ultar c"n el 4r"8e$"r, au#entar lenta#ente el 5"lta@e a 8in de ".$er5ar #edir l"$ dat"$ regi$trad"$ 4"r l"$ in$tru#ent"$) La ta.la / $e c"n8ecci"nara t"#and" c"#" .a$e el 5"lta@e n"#inal de di"d" :ener)
&"lari:ación In5er$a)
I(<#A)= )0
)/
)-
)
/)
)
-)
)
0)
0/)
0-)
/)
V:<5)=
0/)- 0/)- 0/)-
/) 0/) 0/)0 0/)0 0/)/1 0/)- 0/)20 0/)-2 0/)-
Vcc <5)=
0/)-
/)1
0/)-
0/)-
0/)1
0/)
0)-
02)/
02)/
02)/
02)22 0-)/
8
In8"r#e del La."rat"ri" de Di$4"$iti5"$ electrónic"$ FIEE
&"lari:ación Directa)
I(<#A)= )0
)/
)-
0)
/)
)
-)
)
0) 0/) 0-) /)
VCC<5)=
)/ )1 )2 )- 0)/ 0)01
0)21 0)/ /) /) / /)-2 )/
V( <5)=
)1 )/ )2 )- ) ) ) )0 )0 ) / ) )2
)7 Ar#ar el circuit" d la 8igura) a) Au#enta l nta#ente el 5"lta@e a4licad", ".$er5a " an"tand" l"$ 5al"re$ >ue regi$tran l"$ in$tru#ent"$)
C"n carga
Sin carga
VAA
V:<5)=
I:<#A)=
It<#A=
V:<5)=
I:<#A)=
It<#A=
0
00)-2
)20
00)
/)2
/)2-
0)-
00)
)1
)
00)-
)10
)-
02
00)
0)-
2)
00)
2)1
2)0
02)-
00)0
/)2
)
0/)2
-)-
-)
9
In8"r#e del La."rat"ri" de Di$4"$iti5"$ electrónic"$ FIEE
V)
*1E-+I'NARI' FINA%
0) U$and" l"$ dat"$ de la$ !a.la$ / , c"n$truir la cur5a caracterí$tica del di"d" (ENER, identi8icar el c"d" (ENER ta#.ién la c"rriente n"#inal) I(=mA)> ?< @ @? @< B ; ? @ <) <)? <)@ C<)@ C<)? C<) C@ C? C; C CB C@< C@? C@ C?<
0**=9)> ))/ /)- /) /)/ 0)-0)// 0)1 ) ) )/ )1 70-)0 70-)/0 70-) 70-)2 70-)1 70-) 701)/ 701) 70)/ 70)1 70)/ 70)/
0( =9)> )0/ ) ) )/ ))/ )- )21 ) ) )1)11 70-)00 70-)0/ 70-) 70-)070-)/ 70-)/70-)70-)-0 70-)10 70-)0 70-)0 701)
10
In8"r#e del La."rat"ri" de Di$4"$iti5"$ electrónic"$ FIEE
Iz vs Vz 25
20
15
10
) A m ( z I r e n e Z l e -18 d e t n e i r r o C
5
0 -16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
-5
-10
-15
-20
-25
Tensión en el Zener Vz (V)
El DIODO (ENER tiene c"#" gra8ica la $iguiente i#agen
11
4
In8"r#e del La."rat"ri" de Di$4"$iti5"$ electrónic"$ FIEE
*'&'
La c"rriente n"#inal e$tar; dada 4"r6
= =
:
.
(
:
(
)
:
/) U$and" l"$ dat"$ de la$ !a.la$ / deter#inar la$ re$i$tencia$ din;#ica$ de (ENER de 4"lari:ación directa)
&atos +A.%A ?=#olarización In9ersa> 0cc=9> 0-,0 0-,/0 0-, 0z=9> Iz=mA>
0-,2
0-,1
0-,
01,/ 01, 0,/ 0,1 0,/ 0,/
0-,00 0-,0/ 0-,0 0-,0- 0-,/ 0-,/- 0-,- 0-,- 0-,1 0-, 0-,0 01,1 ,0
,/
,-
0,
/,
,
-,
, 0, 0/, 0-,
A?"ra ?alla#"$ el 5al"r de la Re$i$tencia Din;#ica del DIODO (ENER polarizado in9ersamente ) 12
/,
In8"r#e del La."rat"ri" de Di$4"$iti5"$ electrónic"$ FIEE
U$a#"$ 4ara e$t" la $iguiente ecuación
−− −− ℎ =
(
(
1)
1)
:
*on los datos de la tabla ?
1
=
2
=
3
=
4
=
5
=
6
=
−−
15.12 15.11 0.1∗10
3
7
− − −
=
− − −
= 40 H
15.13 15.12
3
(0.5 0.2)∗10
15.15 15.13
(1.0 0.5)∗10 3
100 3
H
− − −
= 50 H
− − −
= 50H
15.20 15.15 (2 1)∗10 3
15.25 15.20 (3 2)∗10 3
− − −
15.35 15.25 (5 3)∗10 3
= 100 H
8
=
=
− − −
15.5 15.35
(8.0 5.0)∗10 3
− − −
15.6 15.5
(10 8)∗10 3
9
10
=
11
=
=
= 50 H
= 50 H
− − −
15.71 15.6
(12 10)∗10 3
= 55 H
− − −
=
− − −
= 50 H
15.81 15.71 (15 12)∗10 3
16.06 15.81 (20 15)∗10 3
100 3
H
= 50 H
aciend" un an;li$i$ 4"de#"$ 5er >ue la re$i$tencia del (ener 4"lari:ad" in5er$a#ente $e #antiene en un 5al"r ca$i c"n$tante a 4e$ar >ue a tra5é$ de él circula cada 5e: #;$ #;$ c"rriente)
0cc=9>
)1
0z=9>
)11 )12 ) )/ )21 )- )/ )- )/ ) ) )0/
Iz=mA>
)0
)/
)/
)
)-
)
0)
0)1
/)
0)//
)
0)--
-)
/)/
)
/)
0)
/)-
0/)
)/ )-
0-)
&atos +A.%A ;=#olarización &irecta>
13
/)
In8"r#e del La."rat"ri" de Di$4"$iti5"$ electrónic"$ FIEE
A?"ra ?alla#"$ el 5al"r de la Re$i$tencia Din;#ica del DIODO (ENER polarizado directamente ) U$a#"$ 4ara e$t" la $iguiente ecuación
−− −− ! ℎ =
(
1)
(
1)
*on los datos de la tabla ;
1
=
2
=
3
=
4
=
5
=
6
=
−−
0.684 0.669 0.1∗10
3
= 150H
− − −
=
− − −
= 36 H
0.709 0.684
3
(0.5 0.2)∗10
0.727 0.709 (1.0 0.5)∗10
− − −
0.746 0.727 (2 1)∗10 3
3
250 3
H
= 19 H
− − = 12 H − − − = 7 H −
0.758 0.746 (3 2)∗10
3
7
=
8
=
− − −
0.785 0.772 (8.0 5.0)∗10
− − −
0.792 0.785 (10 8)∗10
9
10
11
=
=
3
3
=
7 2
13 3
− − −
(12 10)∗10
− − −
(15 12)∗10 3
− − −
0.812 0.803 (20 15)∗10
3
H
H
0.797 0.792
0.803 0.797
=
=
3
=
5 2
H
= 2 H
=
9 5
H
0.772 0.758 (5 3)∗10 3
&"de#"$ 5er >ue c"n8"r#e au#enta el 5"lta@e la c"rriente $u re$i$tencia di$#inue $e c"#4"rta del #i$#" #"d" >ue un di"d" n"r#al 4"lari:ad" directa#ente) ) Veri8icar el 4"rcenta@e de regulación u$and" l"$ re$ultad"$ de la ta.la 2, ?aga $u$ c"#entari"$ al re$4ect") C"n l"$ dat"$ de la ta.la *on carga -in carga =R%D > 0AA V:<5)= I:<#A)= It<#A= V:<5)= I:<#A)= It=mA> @) 0-)- ;); ) 0-)/ ) @6 0-)// 0) 7) 2)0-) 2)1
14
In8"r#e del La."rat"ri" de Di$4"$iti5"$ electrónic"$ FIEE
@6) 0-) /) @B @);7 ;)
1) 6)
0-)22 )1@)@ 6)<
)6 6)@
De la 8ór#ula 4ara ?allar el 4"rcenta@e de regulación6 $in O 0,,O $in
# $% % &−%& & '(
alla#"$ el 4"rcenta@e de regulación 4ara cada 5al"r di$tintit" de V AA 4ara el cual el (ener c"nduce en in5er$a c"n carga $in carga) 0AA 0z=sin carga> 0z=con carga> #orcentaGe de regulación @6 0-) 0-)// 0)0 @6) 0-)22 0-) )0 @B 0-)-0 0-)2 0)0
Un di"d" (ener ideal utili:ad" c"#" regulad"r tendría c"#" caracterí$tica 4rinci4al >ue la ten$ión entre $u$ ter#inale$ n" 5ariaría $i e$ >ue $e le c"l"ca una carga) &ara un regulad"r real, cuand" $e le c"l"ca una carga, la de#anda de c"rriente t"tal incre#enta, e$t" e$ 4reci$a#ente l" >ue "ca$i"na >ue la ten$ión en l"$ ter#inale$ del :ener di$#inua) Un .uen regulad" e$ a>uel >ue $u 4"rcenta@e de regulación e$ l" #;$ 4e>ueP" 4"$i.le) De la ta.la c"n l"$ 5al"re$ del 4"rcenta@e de regulación 4"de#"$ 5er >ue e$te 5al"r n" e$ #u $igni8icati5", >ue inclu$" decrece a #edida >ue $e incre#enta la ten$ión de la 8uente VAA)
0I)
EHponer sus conclusiones del eHperimento)
El Di"d" (ener, al igual >ue un Di"d" Recti8icad"r, c"nduce en directa)
15
In8"r#e del La."rat"ri" de Di$4"$iti5"$ electrónic"$ FIEE
A di8erencia del Di"d" Recti8icad"r 5i$t" en el e94eri#ent" anteri"r, el Di"d" (ener e$t; di$ePad" 4ara 8unci"nar #e@"r en la región in5er$a uePa en directa) El (ener $e c"#4"rta c"#" un circuit" a.iert" cuand" e$ta 4"lari:ad" en in5er$a, ?a$ta >ue la ten$ión en $u$ ter#inale$ $u4era la ten$ión caracterí$tica del :ener, en e$e in$tante la ten$ión en $u$ ter#inale$ e$ a4r"9i#ada#ente c"n$tante e$ igual a la ten$ión caracterí$tica del (ener deter#inada 4"r el 8a.ricante) El (ener utili:ad" c"#" regulad"r tiene un .uen de$e#4eP", 4er" $i >uere#"$ una ten$ión >ue n" 5aríe al c"l"car una carga n" e$ #u adecuad", a >ue la ten$ión en el (ener 5aria cuand" la carga e$ #a"r) Un di"d" (ener 4uede $er re4re$entad" en un circuit" eléctric" c"#" una re$i$tencia #u 4e>uePa, c"nectada en $erie c"n una 8uente de ten$ión, la cual tiene c"#" 5al"r el #i$#" 5al"r >ue la ten$ión caracterí$tica del (ener)
16
