DIODOS Problemas resueltos 1- En el circuito mostrado, calcule la tensión y la corriente a través de cada diodo. Suponga una temperatura ambiente de 300ºK. I S1 = 100 nA, IS2 = 2 µA
25,8 1 0 I 2 A l� l� 25,8 8 � l� � 77.3 1 1 0 0. 191207 � 2 A77.3�V °
dado que
Debido a que los
y
están polarizados en directa e inversa respectivamente: respectivam ente:
�
Aplicando LKV para buscar
�
Simulación en PSPICE
2-En los circuitos dados, los diodos son idénticos. Halle V e I a través de cada uno usando el modelo incremental y compare los resultados con el caso del modelo ideal, para: a) b) para el circuito de la figura 1. Datos: c) Compare los resultados con el caso del modelo ideal
5 5 50 1 0.5
a-) Trabajando con el circuito de la figura 1
Aplicando Thevenin
� 10 0.45 � � � � 90.99 Ω
4.5 � 4.5 5 4.5 � 110�10 4.505 4.505 4.4.5 � 10 � 10 0.45 �
�
�
Modelo ideal
0 5
no conduce
00
Trabajando con con el circuito de la Figura 2 y sustituyendo sustituyendo los diodos por el modelo incremental. a-)
Aplicando Thevenin Thevenin en los puntos señalados se obtiene:
� 10 4.99 5 � 99.99 100 Ω
Ω
28.1 . 0.528.1� 0.528.1� 50 50 1.9 02..5 186 28.1 � 60 60 0 . 2.19 µ
Modelo ideal
45.4 00 5 45. 45. 4 4 100 100 0 0.46
b-) Trabajando con la figura 2
Por Thevenin se obtiene que:
. � 10 4.089 4.1 � 9.13 Ω
10 94..113 � 10 4 444 �10 � 10 4 49.7 . 0.5 0.5 49.7 49.7 � 10 �50 0.502 µ
µ
µ
µ
Modelo ideal
45 00 1045�10 4.5 µ
Simulación en PSPICE Figura 1
Figura 2
3- Usando el modelo de gran señal (incremental), calcule V e I a través de cada diodo para: a) b) Datos: RR = 1 MΩ c) Compare los resultados con el caso del modelo ideal
5 15 50 0.5
a-) Equivalente de Thevenin
� 10 4.9995 99.99 Ω
0.02998 30 ... 30 0.03� 3� 50 50 0.5 1.5 1.5 0.5 22 2 2 µ
b-)
Equivalente de Thevenin
� 10 14.9985 99.99
0.0906 90.6 . Aplicando LKV
0 0.5 60 600.590.610 6 0 90.610 .5. 93 5.93 �
c-) Modelo ideal
0.05 50 00 0
0. 0 906 906 50 50 0.5 5.90.036
0.136 136 0 0 10�0. � 10 136 0 1.36 4- Calcule los valores máximos y mínimos de la tensión no regulada de de la siguiente figura, si Ic está entre 0 y 50mA, los datos del diodo zener son los siguientes:
12 8 1. í
á
a-) Calcule la máxima potencia disipada por la resistencia. b-) Diga cuál sería la variación de la tensión de salida si la resistencia resiste ncia dinámica del diodo es de 2 Ω.
es mín. 83,3 a-) está dada para UNR mínima ya que peor condición es con que exista Cuando UNR es máx la á
á
y a su vez para el zener su
í
í
á
Aplicando LKV
� 5050 8 58 58 5858 10100 100 12 5.8 12 17. 17.8 0 12 100 83.310 100 8.3312 20.33 í
Donde
í
í
í
á
í
í í
á
á
á
cuando
á
í
á
á
y a su vez para el zener si
como
í
entonces la
á á
Por tanto:
19. 065 0 6 5 1. 265 2 6 5 � 1000.0833 0.694 á
83.3
su peor condición es
á
á
í
12 0 0.0 .008 08 � 2 12, 0 16 12 1212 2 12 2 0.083 83 12.166
b-)
Ω
í
á
á
5- En la figura mostrada, calcule: a) Izmín y Pzmáx en el diodo Zener b) Máxima disipación en Rs Datos: Rs = 180Ω
Vz = 9V
VNR = 26 ± 2V
0 ≤ IL ≤ 80mA
0.1055 0.1 0.0833 83.3 83.3 80 3.3.3 0.1 � 0 0.1 0.190. 1 0.9 18180 � 0.1 � 180 1.1.8
a-)
á
í
í
í
á
á
á
í
í
á
á
b-)
á
á
á
Para el zener la peor condición de mínima corriente que tiene que regular es si aumenta e disminuye. Para el zener la peor condición de máxima corriente corrient e que tiene que regular es disminuye e aumenta.
Poblemas propuestos
2 300
1- En el circuito mostrado el diodo es de germanio con µ a través del mismo la I y V para: a-) b-) c-) d-) calcule los incisos a, b y c si se invierte la polaridad de la batería. Rtas: a-) µ b-) µ µ c-) No es posible la corriente corriente máxima por rl circuito es de d-) para 25 µ para -10 µ
˚ , calcule a
25 10 75 101. 54,9 14,745 9 13.96 15 1.1.3426 1.74 0.15 85
2-Un diodo posee una característica en sentido de conducción dada por las mediciones que se reflejan en la tabla siguiente:
(mA) 0 (V)
0.5
15
30
45
60
75
90
105
0.87
0.98 1.058 1.115 1.173 1.212 1.25
Si dicho diodo se utiliza en el circuito mostrado, calcule su punto de operación.
3-En el circuito de la siguiente figura D1 y D2 son idénticos y sus parámetros son: , y a temperatura ambiente. Determine: Determine: a-) Tensión y corriente en cada diodo. b-) Repetir inciso a-) si ahora
10 10 2 25,8 5 5, 910 64 35,76 2,6
Rtas a-) b-)
6,5 1 2,682 0,5
4- En la figura que se muestra calcule cuando toma los valores de -18V y 18V, los diodos son iguales y sus parámetros son los que se dan a continuación:
5-En el circuito de la figura se conoce que: El diodo zener tiene un y en sentido directo , los instrumentos son ideales, el diodo también lo es. a-) Determine la forma de onda de la tensión en el voltímetro y la corriente por el amperímetro. b- Determine las lecturas de los 2 instrumentos.
10, 0
Rtas
6 6 0,5
0
6- Se construye un voltímetro de corriente directa con un cuadro móvil como se muestra en la figura. La deflexión a plena escala del cuadro es de 150µA y su resistencia interna es de 100Ω. La tensión del diodo zener es de 10V y la resistencia del zener es insignificante. Se requiere que el voltímetro mida 220V a plena . escala. Calcule y
7- Calcule el valor de resistencia que se requiere para garantizar que la corriente de un led sea de 1mA cuando se conecta a la salida de un puerto de microcontrolador (“1”= 5V).Suponga un coeficiente de η=2, una corriente y una tensión a una temperatura de unión de .
25.8 4,17
25
10
Rta
Ω
8-En el circuito dado: a-) Determine las formas de onda de la señal en los 2 voltímetros. b-) Determine la lectura de cada voltímetro (valor medio).
300 220 15 1,5 340 2 20 35
25
9- En la figura, a-) Determine el valor de R. b-) Si decrece en 5mA. ¿Cuánto debe valer la ? c-) Si la carga es la misma del incuso a-) y sube a 340V ¿Cuánto debe valer ? d-) Si 3mA≤ ≤ 50mA y . Determine los límites entre los cuales Ω y puede fluctuar .
Rptas: a-)
Ω
b-)
c-)
d-) 30mA≤
≤ 77mA
