Facultad de Ingeniería Electrónica, Eléctrica Eléctrica y Telecomunic Telecomunicaciones aciones
APELLIDOS Y NOMBRES:
CURSO: DISPOSITIVOS ELECTRONICOS INFORME: FINAL NUMERO: 03 GRUPO: NUMERO:
6
I.
TEMA:
CARACTERISTICAS BASICAS DEL DIODO SEMICONDUCTOR( SILICIO Y GERMANIO)
II.
Características Básicas del Diodo Semiconductor (Silicio y Germanio) OBJETIVOS
III.
Utilizar las características de operación de los diodos semiconductores.
INTRODUCCION TEORICA Diodo Rectificador: El diodo rectificador es uno de los mecanismos de la familia de los diodos más sencillos. El nombre diodo rectificador deriva de su aplicación, la cual reside en separar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna. Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite el paso de la corriente eléctrica. Pero durante durante los los medios ciclos negativos, negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido. Durante la fabricación de los diodos rectificadores, se consideran tres factores: la frecuencia máxima en que realizan correctamente su función, la corriente máxima en que pueden conducir en sentido directo y las tensiones directa e inversa máximas que soportarán.
Construcción de diodo rectificador Su construcción está basada en la unión PN siendo su principal aplicación como rectificadores. Este tipo de diodos (normalmente de silicio, también puede ser de germanio) soportan elevadas temperaturas elevadas temperaturas (hasta 200ºC en la unión), siendo su resistencia muy baja y la corriente en tensión inversa muy pequeña. El diodo El diodo más antiguo y utilizado es el diodo rectificador que conduce en un sentido, pero se opone a la circulación de corriente en el sentido opuesto.
Aplicaciones de los diodos di odos rectificadores Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes de alimentación; aquí, convierten una señal de corriente al terna en otra de corriente directa. directa . Los diodos rectificadores se usan principalmente en: circuitos rectificadores, circuitos fijadores, circuitos recortadores, diodos volantes. Los diodo Los diodo Zener se usan en circuitos recortadores, reguladores de voltaje, referencias de voltaje.
Tipos y especificidades Dependiendo de las características de la alimentación en corriente alterna que emplean, se les clasifica en monofásicos, cuando están alimentados por una fase de la red eléctrica, o trifásicos cuando se alimentan por tres fases. Atendiendo al tipo de rectificación, pueden ser de media onda, cuando sólo se util iza uno de los semiciclos de la corriente, o de onda completa, donde ambos semiciclos s on aprovechados.
Los rectificadores monofásicos con diodos son de tres tipos: 1. De media onda: Cuando sólo se utiliza uno de los semiciclos de la corriente. Es el tipo más básico de rectificador es el rectificador monofásico de media onda constituido por un único diodo entre la fuente de alimentación alterna y la carga. 2. De onda completa y punto medio: Donde ambos semiciclos son aprovechados. Un rectificador de onda completa convierte la totalidad de la forma de onda de entrada en una polaridad constante (positiva o negativa) en la salida, mediante la inversión de las porciones (semiciclos) negativas (o positivas) de la forma de onda de entrada. Las porciones positivas (o negativas) se combinan con las inversas de las negativas (positivas) para producir una forma de onda parcialmente positiva (negativa). 3. De puente de Graetz. Se trata de un rectificador r ectificador de onda completa en el que, a diferencia del anterior, sólo es necesario utilizar transformador si la tensión de salida debe tener un valor distinto de la tensión de entrada. POLARIZACION DE UN DIODO
POLARIZACIÓN
CIRCUITO
DIRECTA El ánodo se conecta al positivo de la batería batería y el cátodo al negativo. INVERSA el ánodo se conecta al negativo y el cátodo al positivo de la batería
IV.
MATERIALES Y EQUIPOS USADOS
V.
Un Multímetro digital. Un Miliamperímetro y un Micro amperímetro Una Fuente de Corriente Continua Variable Un Voltímetro de c.c. Cables y conectores. Resistencia de 100 Ω. Un Diodo Semiconductor de Si y uno de Ge
PROCEDIMIENTO
CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS El diodo conduce con una caída de tensión de 0,6 a 0,7V. El valor de la resistencia interna sería muy bajo. Se comporta como un interruptor cerrado El diodo no conduce y toda la tensión de la pila cae sobre él. Puede existir una corriente de fuga del orden de µA. El valor de la resistencia interna sería muy alto Se comporta como un interruptor abierto.
1. Usando el Ohmímetro, medir las resistencias directa e inversa del diodo. Registrar los datos en la tabla 1. 2. Armar el circuito de la figura 1. a) Ajustando el voltaje con el potenciómetro, observar y medir la corriente y el voltaje directo del diodo, registrar sus datos en la tabla 2. b) Invertir el diodo verificando al mismo tiempo la polaridad de los instrumentos, instr umentos, proceder como en a), registrando los datos en al tabla 3. 3. Usando el ohmímetro, medir las resistencias directa e inversa del del diodo de Germanio. Registrar los datos en la tabla 4. 4. Repetir el circuito de la figura 1 para el diodo de Germanio, de manera similar al paso 2, proceder a llenar las tablas 5 y 6.
VI.
DATOS OBTENIDOS Realizando el procedimiento antes mencionado se obtienen las tablas: TABLA 1(Si)
R directa(Ω) 838 Ω
R inversa(Ω) ≥ 40M Ω
TABLA 2:
Vcc(V.)
0.48
0.53
0.59
0.66
0.78
0.88
1.18
1.5
1.68
1.88
2.19
2.67
Id(mA.)
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
2.5
5.0
8.0
10.0
12.0
15.0
20.0
Vd (v.)
0.471
0.505
0.542
0.573
0.607
0.627
0.661
0.683
0.693
0.701
0.711
0.723
TABLA 3: Vcc (V.)
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
15.0
20.0
Vd (V.)
0
1.99
3.99
6.03
8.01
10.0
11.87
14.99
19.96
Id( A.)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
TABLA 4 (Ge) R directa (Ω) 315.3 Ω
R inversa(Ω) 0.117 MΩ
TABLA 5: Vcc V.)
0.04
0.2
0.26
0.32
0.44
0.55
0.84
1.18
1.35
1.6
1.9
2.4
Id mA.)
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
2.5
5.0
8.0
10.0
12.0
15.0
20.0
Vd (v.)
0.037
0.18
0.211
0.239
0.271
0.293
0.333
0.363
0.377
0.392
0.408 0.408
0.430
TABLA 6:
Vcc (V.)
0.0
1.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
15.0
18.0
20.0
Vd (V.)
0
1.004
1.99
3.97
5.98
7.98
9.91
11.91
14.89
17.87
19.77
Id( A.)
0
0.7
0.9
1
1.4
1.5
1.9
2.2
5
17.5
38
VII. CUESTIONARIO 1. Construir el grafico Id=F(Vd) con los datos de las tablas 2 y 3. (Si). Calcular la resistencia dinámica del diodo (usar papel milimetrado)
= ()
Tabla 2
0.47 1
0.5 05
0.5 42
0.5 73
0.6 07
0.6 27
0.6 61
0.6 83
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
2.5
5.0
8.0
= (
0.6 93 10. 0
0.7 01 12. 0
0.7 11 15. 0
)
25
20
15
10
5
0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
La aplicación de una tensión de corriente continua a un circuito que contiene un diodo tendrá como resultado un punto de operación sobre la curva característica que no cambia con el tiempo. La resistencia del diodo puede encontrarse localizando los niveles de e e aplicando aplicando la fórmula: f órmula:
=
0.72 3 20.0
Para la Tabla 2
0.4 71
0.1
4.7 1
0. 50 5 0. 2
0. 54 2 0. 4
0. 57 3 0. 8
0. 60 7 1. 6
0. 62 7 2. 5
0. 66 1 5. 0
0. 68 3 8. 0
0. 69 3 10 .0
0. 70 1 12 .0
0. 71 1 15 .0
2.
1.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
52
35
71
37
25
13
08
06
05
04
5
5
6
9
0
2
5
9
8
7
0.7 23 20. 0 0.0 36
Tabla 3
0
0
1. 99 0
3. 99 0
6. 03 0
8. 01 0
= (
10 .0 0
11. 87 0
14. 99 0
19. 96 0
)
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0 0
3
6
9
12
15
18
21
Para la Tabla 3
0
0 −
1. 99 0 −
3. 99 0 −
6. 03 0 −
8. 01 0 −
10 .0 0 −
11. 87 0 −
14. 99 0 −
19. 96 0 −
La aplicación de una tensión de corriente continua a un circuito que contiene un diodo tendrá como resultado un punto de operación sobre la curva característica que no cambia con el tiempo. La resistencia del diodo puede encontrarse localizando los niveles de e e aplicando aplicando la fórmula: f órmula:
Tomamos límites:
=
0
0 ∞
1. 99 0 ∞
3. 99 0 ∞
6. 03 0 ∞
= lim
→
8. 01 0 ∞
10 .0 0 ∞
11. 87 0 ∞
14. 99 0 ∞
19. 96 0 ∞
2. Construir el grafico Id=F(Vd) con los datos de la tabla 5 y 6. (Ge). Calcular la resistencia dinámica del diodo(usar papel milimetrado) Ver grafica anexa. 3. Interpretar los datos obtenidos en las tablas En la tabla 1 se valida que la resistencia directa del diodo de silicio nos da un valor referencial de 838 Ω y que la resistencia inversa i nversa un valor referencial mayor a 40 Ω.
En la tabla 2 se valida experimentalmente que la polarización directa en el diodo de silicio a medida que su voltaje aumenta la intensidad también aumentará, dando como consecuencia que la resistencia del diodo disminuya progresivamente, llegando a un punto donde ya ya no habrá resistencia por parte del diodo e inclusive se dañe.
En la tabla 3 se valida experimentalmente que la polarización inversa en el diodo de silicio a medida que su voltaje aumenta la intensidad prácticamente será cero, dando como consecuencia que la resistencia del diodo tienda al infinito, cabe mencionar que la resistencia del diodo también tendrá un punto de quiebre cuando esté polarizado inversamente, que será el voltaje de pico inverso.
En la tabla 4 se valida que la resistencia directa del diodo de germanio nos da un valor referencial de 315,3 Ω y que la resistencia inversa i nversa un valor referencial mayor a 0.117 Ω
En la tabla 5 se valida experimentalmente que la polarización directa en el diodo de germanio se necesita una pequeña cantidad de voltaje, a medida que su voltaje aumenta la intensidad también aumentará, dando como consecuencia que la resistencia del diodo disminuya progresivamente.
En la tabla 6 se valida experimentalmente que la polarización inversa en el diodo de germanio se necesita una mayor cantidad de voltaje comparado a la polarización directa obtenidos en la tabla 5, a medida que su voltaje aumenta la intensidad también aumentará, dando como consecuencia que la resistencia del diodo en un inicio aumente progresivamente hasta llegar a un punto máximo donde la resistencia irá decayendo. 4. Explicar los controles de operación de la fuente DC utilizada. En una fuente de poder de cc de salida variable. variable. La pantalla digital indica el voltaje o la corriente de salida. Puede trabajar trabaj ar en modo de CC (corriente contante) o CV (voltaje constante), un LED indica el modo en el que funciona. Hay perillas dedicada para el ajuste de voltaje fino o grueso del voltaje o la corriente. Se tienen tres bornes de conexión. Uno para el voltaje positivo (rojo) otro para el negativo (negro) y la conexión a tierra física (verde).
VIII. CONCLUSIONES
IX.
Se calculó la resistencia interna de los diodos de silicio y germanio tanto directa como inversamente y se obtuvo que en polarización inversa la corriente que circula es prácticamente cero en el caso del silicio mientras que en el de germanio la corriente se encuentra en el rango de los microamperios Se pudo comprobar la resistencia interna del diodo con el ohmímetro y también a través de las mediciones realizadas con la resistencia de prueba.
BIBLIOGRAFIA http://www.asifunciona.com/fisica/af_diodos/af_diodos_3.htm https://es.wikipedia.org/wiki/Diodo https://www.ecured.cu/Diodo_rectificador https://es.wikibooks.org/wiki/El_diodo_rectificador/Funcionamiento_del_diodo_rectific ador https://www.electronicafacil.net/tutoriales/Funcionamiento-del-diodo.php
