Laboratorio Electronica Analogica (El Diodo)

LABORATORIO DE INGENIERIA ELECTROMECANICA E INGENIERIA MECANICA

UTP

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL Y MECANICA

INGENIERIA ELECTROMECANICA INGENIERIA MECANICA

ELECTRONICA ANALOGICA I

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UTP

MÓDULO DE LABORATORIO DE ELECTRONICA ANALOGICA I NOTA FINAL LIMA PERU 2015 III –

–

__________

CURSO

:

ALUMNO (A)

:

CODIGO

:

FACULTAD

:


-MELENDÉZ VARGAS

MARCELINO…0630255

-PALOMINO CASTRO

GERSON………0921292

FIIM

ESCUELA PROFESIONAL SEMANA: 5

:

MECÁNICA

02-10-2015

DIA:

HORA: 18:00PM

PROF. TEORIA

:

MONTEZA ZEVALLOS FIDEL TOMAS

PROF. PRACTICA

:

MONTEZA ZEVALLOS FIDEL TOMAS


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UTP

LABORATORIO I: EL DIODO Y SUS APLICACIONES OBJETIVOS Comprender el funcionamiento del diodo.  Determinar y representar la característica voltamperimetrica de un diodo de unión empleando medidas de punto por punto. como rectificación rectificación de media onda.  Aprender una aplicación con diodo como  Conocer los efectos del colocar un filtro a la salida de tensión. 

FUNDAMENTO TEÓRICO El diodo ideal Es un dispositivo semiconductor (unión p-n, con ánodo y cátodo) no lineal con características de corriente contra tensión, como la mostrada en la figura 1.1. Esta característica se conoce como lineal a segmentos, ya que la curva se construye con segmentos de rectas. Nótese que si se intenta colocar una tensión positiva (o directa) a través del diodo, la tensión tiende a cero. La pendiente de la curva es infinita. Por lo tanto, bajo esta condición la resistencia es cero y el diodo se comporta como un corto circuito. Si se le coloca una tensión negativa (o inversa) a través del diodo, la corriente es cero y la pendiente de la curva también es cero. Por lo tanto, el diodo se comporta ahora como una resistencia infinita, o circuito abierto.

Figura 1.1: Curva característica del diodo ideal. ideal. Operación del diodo La operación del diodo se explica mejor con la curva de la figura 1.2. Conforme la tensión en directa aumenta más alla de cero, la corriente no fluye de inmediato, es necesaria una tensión mínima, denotada por Vγ, para obtener una corriente significativa. Conforme la tensión tiende a exceder Vγ, la corriente aumenta con rapidez. La pendiente de la curva característica es grande pero no infinita, como es el caso del diod o ideal. La tensión mínima necesaria para obtener una corriente significativa, Vγ, es aproximadamente 0.7V para semiconductores de silicio (a temperatura ambiente) y 0.2V para semiconductores de germanio. Para diodos de galio, Vγ es aproximadamente 1.2V.

Rectificación Es el proceso de convertir una señal alterna (ca) en otra que se restringe a una sola dirección (cd). La rectificación se clasifica clasifica ya sea como de media onda o de onda completa.

Filtrado Los impulsos de la onda rectificada pueden alisarse mediante filtros. Los filtros son elementos como los condensadoress y los choques, los cuales se emplean como elementos pasivos del filtro. condensadore ELECTRONICA ANALOGICA I

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MATERIALES            

Resistencia de 100Ω / 1/2w (1) Resistencia de 1000Ω / 1/2w (1) Diodo rectificador 1N4001 (1) Condensador de 100 F / 16V (1) Condensador de 220 F / 16V o 50V (1) Condensador de 470 F / 16V o 50V (1) Protoboard (1) Multímetro (1) Osciloscopio (1) Fuente de voltaje regulable 0-15Vcd (1) Generador de funciones (1) Cables de Conexión

Figura 1.2: Curva característica del diodo real PROCEDIMIENTO 1. Implemente el circuito que se presenta en la figura 1.3 . 100 ID +

VD

1N4001

-

Figura 1.3: Circuito con diodo en directa. 2. Eleve el voltaje de la fuente V de 0 a 5 voltios (tomar 20 datos), y realice las mediciones de voltaje del diodo (VD) y corriente del diodo (I D), colocar los resultados en la tabla 1.1 y graficar V D vs. I D. Dibujar la curva en MatLab.


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SIMULACIÓN EN PROTEUS

V(V)

ID(mA)

VD(mV)

0.00

0.00

0.00

0.25

0.00

0.25

0.50

0.00

0.5

0.75

0.00

0.62

1.00

0.00

0.66

1.25

0.00

0.68

1.5

0.00

0.69

1.75

0.01

0.70

2.00

0.01

0.71

2.25

0.01

0.72

2.50

0.01

0.72

2.75

0.02

0.73

3.00

0.02

0.73

3.25

0.02

0.74

3.5

0.02

0.74

3.75

0.03

0.74

4.00

0.03

0.75

4.25

0.03

0.75

4.50

0.03

0.75

4.75

0.04

0.75

5.00

0.04

0.76

Tabla 1.1: Datos para curva del diodo. ELECTRONICA ANALOGICA I

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MATLAB


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3. Implemente el circuito que se presenta en la figura 1.4. En los nodos Vi y Vo colocar las puntas del osciloscopio osciloscopio en el canal I y II respectivamente con referencia a tierra . Vi

1N4001

Vo

1k

Vi

Figura 1.4: Circuito rectificador de media onda. 4. Coloque Vi a 10Vpp/60Hz, y observe la salida Vo en el osciloscopio, dibuje la onda de salida y compare la salida Vo con la entrada Vi, use las cuadrículas de la figura 1.5. Realice la medición de amplitud de la onda de salida. Vo Vi






4.39V

10V

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Figura 1.5: Señales de entrada y de salida.


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5. Implemente el circuito que se presenta en la figura 1.6 . Vi

Vi

1N4001

Vo

1k

+

100uF

Figura 1.6: Circuito rectificador con filtro C. 6. Coloque Vi a 10Vpp/60Hz, y observe la salida Vo en el osciloscopio, dibuje la onda de salida y compare la salida Vo con la entrada Vi. Realice la medición de la onda de salida, es decir el voltaje de rizo. Cambie el valor del condensador de 100 F por uno de 220 F y luego por otro de 470 F y apunte los datos obtenidos en la tabla 1.2 . Dibuje lo que ocurre en Vi y Vo, use las cuadrículas de la figura 1.7.


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Figura 1.5: Señales de entrada y de salida



Circuito con condensador de 100 uf.


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

Circuito con condensador de 220 uf:



Circuito con condensador de 470 uf:

Condensador 100 F 220 F 470 F

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Voltaje de Rizo 0.75 0.3409 0.1595

Tabla 1.2: Relación entre condensador y voltaje de rizo. 7. Comente los resultados de la tabla 1.1. Notamos que a medida que se aumenta el voltaje en la fuente, el voltaje en el diodo aumenta a partir de su voltaje de disparo que es 0.7 y la corriente en el diodo aumenta haciéndose más significativa ELECTRONICA ANALOGICA I

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8. Comente los resultados de la tabla 1.2. Cuando aumentamos el condensador disminuye la amplitud del voltaje de rizo, pero aumenta el nivel de DC, es decir se va obteniendo un voltaje más continuo.

CUESTIONARIO 1. ¿Dejaría un diodo semiconductor que pase la corriente cuando tenga polarización directa? Cuando la corriente circula en sentido directo, es decir del ánodo A al cátodo K, siguiendo la ruta de la flecha (la del diodo). En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportándosee prácticamente como un corto circuito comportándos

2. ¿Cómo identificaría usted el anodo de un diodo que no este marcado? Se puede verificar haciendo uso de nuestro multímetro digital: Ubicamos el tester en diodo, luego ponemos los terminales de nuestro multímetro a las terminales del diodo, si nuestro tester marca un valor (casi siempre rodea los 600), entonces la marca debería estar donde se encuentra nuestro terminal negra (COM); si en el tester sale 1, entonces la polarización es al contrario. Con un multímetro analógico la aguja se moverá si está conectado el terminal positivo con el ánodo y el terminal negativo con el cátodo indicando cual es ánodo y cátodo


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3. ¿Qué sucede con la rectificación si se invierte el sentido del diodo del circuito de la figura 1.4? Dibuje que sucede con la rectificación, y explique el resultado.

Se puede apreciar que la señal de salida se invierte de tal forma que en un tiempo de 0 a t/2 el voltaje es cero, mientras tanto en un tiempo de t/2 a t el voltaje tiene una amplitud parecida a la de la señal de entrada. Como el diodo se encuentra inverso, el voltaje que se indica en la figura es negativo entonces se quita es decir se abre, por lo que la corriente es cero pero el voltaje es significativo. Con propósitos de revisión, recuérdese para el análisis lo siguiente: 

Un circuito abierto puede tener cualquier voltaje entre sus terminales, pero la corriente siempre es igual a 0 A.

4. Analice el circuito circuito de la figura 1.5 tomando tomando en cuenta un condensador de 470F.


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5. ¿Qué sucede con la salida Vo, si se cambia el condensador de 470 F por uno de 1000 F?. F?. Analice teóricamente teóricamente el circuito. circuito.

CONCLUSIONES 

Los diodos son electos importantes en la electrónica porque tienen múltiples aplicaciones: Rectificadores, recortadores, protectores de dispositivos, si no queremos que les llegue corriente, y se pueden utilizar incluso en el diseño de compuertas lógicas.



En intervalos negativos de voltaje el diodo no conduce, la corriente del diodo es cero. Cuando el diodo se polariza directamente (voltaje positivo) empieza a conducir, con lo cual hay un flujo de corriente.



Un diodo se puede utilizar para realizar una rectificación de una señal alterna, y dependiendo de su configuración puede media onda u onda completa.


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