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Laboratorio de Electrónica I
Práctica
PRÁCTICA 1 COMPORTAMIENTO DEL DIODO Y EL PROCESO DE RECTIFICACIÓN
PARTE I Objetivo: Estudiar el comportamiento del diodo, características en manuales, ho técnicas y pruebas de identificación.
1.1
Antecedentes teóricos
El diodo es un elemento electrónico no lineal formado por la unión de dos crista semiconductores tipo N y tipo P. El cristal tipo N está contaminado de tal manera que ten exceso de electrones y el tipo P un déficit de electrones. La terminal positiva se le lla ánodo y a la terminal negativa cátodo, su símbolo eléctrico se muestra en la figura 1.1.
P = N
Figura 1.1 Símbolo eléctrico del diodo.
Esta unión tiene la propiedad de conducir la corriente eléctrica en un sólo sentid similar al comportamiento de una válvula “check”, la cual deja circular el fluido en una s dirección. Así, cuando el diodo está polarizado directamente, es decir, el potencial positi aplicado al ánodo, a través de él circulará la corriente y no lo hará cuando la polarizaci sea inversa. Idealmente el diodo muestra un comportamiento como se observa en la gráf de la figura 1.2. Sign up to vote on this title
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La gráfica tiene varios puntos de importancia por nombrar:
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Zona Directa. Comportamiento en polarización directa. Tensión de Umbral . Típicamente 0.7 V para diodo de silicio y 0.3 V para germanio. E tensión sucede cuando la corriente empieza a aumentar rápidamente. Zona Inversa. Cuando un diodo se polariza inversamente. Corriente de Fuga. Fluye una pequeña corriente para todas las tensiones antes de la tensi de ruptura. Tensión de Ruptura. En la ruptura la corriente aumenta rápidamente con pequeñ incrementos de tensión.
1.1.1 Hojas técnicas del diodo Las hojas técnicas son un condensado de las características de operación del diodo, cuales nos sirven para hacer una selección de una manera adecuada, según la aplicación mismo. Por ejemplo, para el diodo 1N4001 las más comunes son:
Aplicación típica como rectificador. V RRM , Voltaje inverso repetitivo de pico: 50 V. V RWM , Voltaje inverso de pico de funcionamiento: 50 V. You're Reading a Preview V R, Tensión de bloqueo en CC: 600V. I O, Corriente rectificada media con polarización directa: 1 A. Unlock full access with a free trial. F, Caída de tensión máxima instantánea en polarización directa: 0.8 V. I R, Corriente inversa máxima: 0.5 – 10 µA. Download With Free Trial A continuación se muestra una hoja técnica del manual de reemplazo.
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Esta hoja de especificaciones fue tomada de la página de Internet http://www.NTE.com.
1.2 Descripción de la práctica You're Reading a Preview
Métodos para identificar la polaridad de un diodo
Unlock full access with a free trial.
1. Una prueba sencilla se realiza utilizando una fuente de voltaje de CD (pila, fuente, etc DownloadAl With Free Trialel diodo en serie con el foco aq de polaridad conocida y un foco adecuado. conectarse tendrá una posición en la cual estará polarizado directamente permitiendo que el fo encienda. Con lo que se podrá concluir que el ánodo del diodo es la punta a la cual se está aplicando la carga positiva eléctrica de nuestra fuente de voltaje. 2. Otro método es utilizar un probador de diodos como el mostrado en la figura 1.3, el cu aparte de indicarnos la polaridad, determina de una sola prueba si el diodo estáen buen Sign up to vote on this title mal estado.
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grande, por lo tanto se podrá identificar rápidamente las polaridades del diodo e inclus su buen o mal estado. Es importante conocer de antemano la polaridad de las puntas óhmetro a utilizar, ya que generalmente la punta negra es la terminal negativa de la bate en la que aparece el potencial de medición.
1.3
Desarrollo
Determinar la polaridad de algunos diodos mediante los tres diferentes métodos tratad con anterioridad.
1.4
Simulación
Usando el simulador electrónico “Circuit Maker”, obtener la curva característi haciendo mediciones de voltaje y corriente.
PARTE II
Objetivo: Analizar cómo el diodo ejecuta el proceso de rectificación en circui electrónicos.
1.5
Antecedentes Teóricos
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Unlock access with a la freecorriente trial. La rectificación es el proceso defull transformar alterna en corriente direc operación para la cual el diodo desempeña su principal función. Download With Free Trial Por la forma de onda obtenida los tipos de rectificación más importantes son siguientes:
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cual se muestra en la figura 1.8. Las fórmulas para obtener el voltaje RMS en ondas corriente alterna y los voltajes promedios de ondas pulsantes de corriente directa en funci de los voltajes pico a pico (VPP) y máximos respectivamente son los siguientes: Voltaje máximo en función del voltaje de pico a pico V max
=
V pp
2
(1-
Voltaje RMS en función del voltaje pico a pico V RMS
=
V pp
2 2
(1-
(1-
Voltaje RMS en función del voltaje máximo V RMS
=
V max
2
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Figura 1.8 Forma de onda de voltaje CA.on this title Sign upde to vote
Voltaje promedio media onda.
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Descripción de la práctica
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Existen varios tipos de rectificación que dependen del tipo de fuente de corrien alterna que se utilice y la disposición que se haga de los diodos. Los más importantes s los presentados en los siguientes circuitos: D1 T1
VCA
VCD
RL1
Figura 1.9 Rectificador de media onda.
D1
T1
You're Reading a Preview VCA
Unlock full access with a free trial. VCA
D2
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VCD
RL2
Figura 1.10 Rectificador de onda completa (secundario con derivación). Sign up to vote on this title
T1
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D1 Alimentación trifásica
D2
220 VCA D3 VCD
RL4
Figura 1.12 Rectificador trifásico de media onda.
Alimentación trifásica
220 VCA
D1
D2
D3
You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
D4
D5
RL5 D6
Download With Free Trial Figura 1.13 Rectificador trifásico de onda completa.
Analizando el circuito mostrado en la figura 1.9Sign y la onda de lafigura 1 upforma to vote de on this title se tiene un rectificador monofásico de media onda. La forma en que se logra la rectificaci Useful Not useful es la siguiente: En el primario del transformador tenemos 127 VCA, el cual se reduce a voltaje menor en el secundario del transformador en forma de CA, con la misma frecuen y en fase. Se puede analizar desde que el ciclo de CA empieza en cero grados. Cuan
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Para cumplir con la finalidad de la rectificación, que es lograr una tensión corriente directa lo más estable posible, se conecta por lo general después del rectificad un sistema de filtraje en base a capacitores e inductancias.
1.7
Desarrollo
Construya los circuitos 1.9, 1.10, 1.11 correspondientes a la sección de descripción la práctica, use el osciloscopio como único instrumento para la visualización de la on rectificada y la toma de valores, agregue el capacitor calculado para la simulación y llene tabla 1.1.
1.7.1 Material D1 = D2 = D3 = D4: Diodo rectificador con tensión inversa de 50 volts, 1A. RL1 = RL2 = RL3 = 1K Ω. Transformador 127 V a 12 V monofásico.
Tabla 1.1
Figura
VCA
VCA
MAX
RMS
V CD Forma de onda V CD
V CD
RMS MEDI You're Reading a Preview O
Con el filtro V CD V CD RMS MEDIO
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1.9
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1.10 1.11 Sign up to vote on this title
1.8
Simulación
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Conclusiones
Mediante los circuitos conectados se observan las propiedades importantes de un diod entre las cuales se pueden mencionar su curva característica y los parámetros m importantes para su selección, esta última es muy importante ya que es indispensable pa su empleo en circuitos rectificadores, los cuales tienen la función de convertir corrien alterna a corriente directa. Así como también la utilización de los filtros, los cuales pued ser de diferentes configuraciones.
1.10 Preguntas 1.10.1 ¿Por qué se dice que un diodo es un elemento no lineal? 1.10.2 ¿Qué es la barrera de potencial? 1.10.3 ¿Cuáles son las propiedades de los semiconductores? 1.10.4 ¿Cómo se puede diferenciar los diodos de germanio y de silicio? 1.10.5 Mencione qué elementos se usan para el dopado de los materiales p y n de diodos.
Reading asiPreview 1.10.6 ¿Qué diodo elegiría de laYou're serie 1N400X tuviese que soportar una tensión inve repetitiva pico de 700 V?Unlock full access with a free trial. 1.10.7 ¿Cuál es el circuito duplicador de voltaje? Download With Free Trial
1.10.8 ¿Cuáles son las componentes armónicas de corriente en la carga que se presentan un rectificador de media onda?
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