DIODOS
Hugo Michel Becerra Flores
PIW71
Universidad Tecnológica de Ciudad Juárez
DIODOS
DIODOS
Hugo Michel Becerra Flores
PIW71 Universidad Tecnológica de Ciudad Juárez
DIODOS PRINCIPIO DE OPERACIÓN DE UN DIODO El semi semico cond nduc uctor tor tipo tipo N tiene tiene elec electr tron ones es libr libres es (exc (exceso eso de elec electr tron ones es)) elsemiconductor tipo P tiene huecos libres (ausencia o falta de electrones)
y
Cuando Cuando una tensión posi positi tiva va se ap apli lica ca al lado lado P y una una ne nega gati tiva va al lado lado N, los electronesen el lado N son empujados al lado P y los electrones fluyen a través del material P mas allá de los límites del semiconductor. De igual manera los huecos en el material P son empujados con una tensión negativa al lado del material N y los huecos fluyen a través del material N. En el caso opuesto, cuando una tensión positiva se aplica al lado N y una negativa al lado P, los electrones en el lado N son empujados al lado N y los huecos del lado P son empujados al lado P. En este caso los electrones en el semiconductor no se mueven y en consecuencia no hay corriente El diodo se puede hacer trabajar de 2 maneras diferentes:
Polarización directa Es cuando lacorriente que circula por eldiodo sigue la ruta de la flecha (la del diodo), o sea del ánodo al cátodo. En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportándose prácticamente como un corto circuito.
Polarización inversa Es cuando lacorriente en el diodo desea circular en sentido opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o sea del cátodo al ánodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prácticamente como uncircuito abierto.
Nota: El funcionamiento antes mencionado se refiere al diodo ideal, ésto quiere decir que el diodo se toma como un elemento perfecto (como se hace en casi todos los casos), tanto en polarización directa como en polarización inversa. Aplicaciones del diodo Los diodos diodos tienen tienen muchas muchas aplica aplicacio ciones nes,, pero pero una de la más comun comunes es es el proceso de conversión de corriente alterna (C.A.) a corriente continua (C.C.). (C.C.). En este caso se utiliza el diodo como rectificador
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Polarizacion del Diodo 1.-Identifique los extremos del anodo y catodo de un dioso de silicio 1N4154 y arme el circuito mostrado en la figura 1.13 ( de la practica entregada) estando el diodo en polarización directa. Preg Pregun unta ta.-C .-Cua uall de los los extr extrem emos os de dell diod diodo o cone conect ctar aría ía cerc cerca a de la termi termina nall negativa para lograr la polarización directa? R= El anodo
2.-Ajuste la salida de la fuente de cd variable de manera que el voltaje del diodo (VAK) mida ,7 V,mida y anote en la tabla 1.1 la corriente del diodo (ID) Pregunta.-Cual seria la corriente del del diodo si estuviera invertido? R= 0, porque el diodo conduce conduce en una sola sola dirección Tabla 1.1 Paso
VAK
ID
2
.7V
1.14 mA
3,4
Resistencia del Diodo
.722 V Directa : 220 KΩ
5
X
X
Inversa :0 NO CONDUCE
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12
X
X
3.-Invierta el diodo y mida ID.Anote los resultados en la tabla 1.1.Los resultados deberán confirmar la predicción hecha en la pregunta 2 . Afimrativo , se confirma la pregunta 2 4.-Mida VAK con el diodo en polarización inversa .Anote la lectura en la tabla 1.1. 1.1.Ca Calc lcul ule e y an anote ote la resi resist sten enci cia a de dell diod diodo o ( VA VAK K divi dividi dido do en entr tre e ID) pa para ra configuraciones de un diodo con polarización directa y con polarización inversa. Mirar Tabla 1.1 5.-Quite el diodo del circuito y mida la resistencia.Invierta las puntas de la conexi conexión ón y mida mida de nuevo nuevo la resist resistenc encia ia del diodo.Da diodo.Dado do que la ba baterí tería a del medidor empleado para medir la resistencia tiene una polaridad,las puntas de prueba del medidor también estaran polarizadas.Anote ambas lecturas en la tabla1.1 en donde corresponda. Mirar Tabla 1.1
CARACTERISTICAS CARACTERISTICAS VOLTAJE CORRIENTE 6.-Cambia la posición del diodo en el circuito de manera que tenga polarización directa.Ajuste la fuente de cd variable de acuerdo con los valores de VAK que se muestran en la tabla 1.2.Mida y anote de ID para cada valor de VAK
Paso 6 VAK V
Polarizacion Directa ID, mA
Paso 7 VAK V
Polarizacion Inversa ID,µA
0
0
0
0
0.1
0
-5
0
0.2
0
-10
0
0.3
0
-15
0
0.4
0
-20
0
0.5
.18mA
-25
0
0.6
.32 mA
-30
0
0.7
.59 mA
-35
0
0.8
.97mA
-40
0
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7.-Invierta la posición del diodo de manera que tenga polarizacion inversa.De nuevo fije fije la fuente de cd variable variable de acuerdo acuerdo con los valores valores indicados indicados en la tabla 1.2.Mida y anote el valor de ID.Esta corriente es pequeña y quizás requiera un amperímetro o un multimetro que lean corrientes del orden de microampers. Mirar Tabla 1.2 8.-Trace la curva característica de un diodo en papel cuadriculado.Para ello, grafique grafique la VAK en el eje de X e ID en el eje Y.Tome Y.Tome nota de que que los valores valores de pola polari riza zaci ción ón direc directa ta de VA VAK K se cons consid ider eran an posit positiv ivos os y que que los los valo valore res s de polarización inversa se consideran negativos.La corriente de polarización directa que pasa por el diodo se connsidera connsidera de valores positivos dado que la corriente corriente fluy fluye e de dell cato catodo do al an anod odo. o.Lo Los s valo valore res s de la corr corrie ient nte e prod produc ucid idos os por por la pola polari riza zaci ción ón inve invers rsa a de dell diod diodo o se de deben ben a corr corrie ient ntes es de fuga fuga y fluye fluyen n en dire direcc cció ión n opue opuest sta a a los los valo valore res s de la corr corrie ient nte e dire direct cta. a.As Asii ha hay y núme número ros s negativos en el eje Y.Calcule sus escalas numéricas de manera que el eje X positivo se representen voltajes entre 0 y 3 Ven en eje X negativo aparezcan voltajes entre 0 & 50 .A su vez la escala del eje Y deberá de servir para todo el intervalo de corrientes correspondientes a la polarización directa einversa .De esta manera se obtendrá una grafica que cuente con dos escalas por cada eje y con el cambio de escala en 0.
9.-Si dispone de un trazador de curvas, consulte el manual para el usuario y calibre calibre los controles controles para obtenet la curva curva característic característica a de su diodo.Inse diodo.Inserte rte el diodo y observe la curva en la pantall del tubo de rayos catódicos (CRT) Pregunta.-L Pregunta.-La a curva obtenida de este trazador se asemeja a la que obtuvo obtuvo en el paso 7 R=NA ( No aplica no trabajamos con ese dispositivo )
Explique la razón de cualquier diferencia significativa que encuentre. R=NA ( No aplica no trabajamos con ese dispositivo )
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APROXIMACIOES 10.-En la grafica ue obtuvo en el paso 8 dibuje con varios colores , las curvas de la primera , segunda segunda & tercera aproximaciones para su diodo
11.11.-Ca Calc lcul ule e la resi resiste stenc ncia ia masi masica ca ( RB RB)d )de e su diod diodo o medi median ante te los los punt puntos os localizados localizados en la parte líneal líneal de la porción de polarizació polarización n directa de la curva obtenida para los valores VAK & ID.Sustituya estas valores en la Formula.
RB=
VAK ID
Despeje RB.Anote en la tabla 1.1 el valor de RB
PREGUNTAS 1.- En el paso 5,Como decidio que valor de resistencia era la resistencia directa y la resistencia Inversa? R=Por que el resultado del diodo debe de ser positivo cuando este se coloca correctamente & no debe debe de conducir de manera manera inversa, ya que este funciona de forma unidireccional.
DIODOS 2.-Compare las resistencias medidas en el paso 5 con las calculadas en el paso 4 .
R=Ver tabla 1.1
3.-En 3.-En que condic condicion iones es se activa activa un diodo diodo de unión unión?,E ?,Expl xpliqu ique.C e.Cons onsult ulte e las mediciones realizadas y anotadas en la tabla 1.2
R= La corriente en la región Zener tiene una dirección opuesta a la de un diodo polarizado directamente. El diodo Zener es un diodo que ha sido diseñado para trabajar en la región Zener. De acuerdo con la definición, se puede decir que el diodo Zener ha sido diseñado para trabajar con voltajes negativos (con respecto a él mismo). mismo). Es importante importante mencionar mencionar que la región Zener (en un diodo Zener) se controla o se manipula variando los niveles de dopado. Un incremento en el número de impurezas agregadas, disminuye el potencial o el voltaje de Zener VZ. Así, se obtienen diodos Zener con potenciales o voltajes de Zener desde -1.8 V a -200 V y potencias de 1/4 a 50 W. El diodo Zener se puede ver como un dispositivo el cual cuando ha alcanzado su potencial VZ se comporta como un corto. Es un "switch" o interruptor que se activa con VZ volts. Se aplica en reguladores de voltaje o en fuentes.
4.-Hay mucha variación en las corrientes inversas de la tabla 1.2?.Comente que dio lugar a los resultados obtenidos. R= En que el diodo es un componente componente que permite el paso de de la corriente en un solo sentido ( unidereccional )
5.-Cuales son las limitaciones, en caso de haberlas , de A)Polarización Polariz ación directa direct a Es cuando lacorriente que circula por eldiodo sigue la ruta de la flecha (la del diodo), o sea del ánodo al cátodo. En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportándose prácticamente como un corto circuito.
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B)Polarización Polariz ación inversa invers a Es cuando lacorriente en el diodo desea circular en sentido opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o sea del cátodo al ánodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prácticamente como uncircuito abierto.
En este experimento se rebasaron las limitaciones? Cuando se tomaron las no se presento una limitación en cuanto a las actividades requeridas Haga referencia a las mediciones para apoyar su respuesta. Mirar tabla 1.2, cuando se tomaron la mediciones del diodo directamente e inversamente se aprecian los valores que se tomaron,
6.-Como podría identificar el anodo de un diodo que no este marcado? R=Por que este permite el paso de la corriente en una sola dirección, se se realiza un punte y se toma la mediciones mediciones con un multimetro multimetro y este no conduce conduce 1.- o esta invertido , 2 o este se encunetra averiado
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7.-Como podría determinar cuales la punta de conexión positiva de un óhmetro eléctrico y cual es la negativa? R=Po R=Porq rque ue comú comúnm nmen ente te las las punt puntas as son son comú común n y en el jack jack ( Negro Negro y rojo rojo respectivamente) & también por que el valor que de según sea el caso será nega ne gati tivo vo ( notes otese e que que la resi resist sten enci cia a será será igua iguall medi medida da con con las las punt puntas as normalmente o inversamente). Referencias: 1- Display de cristal líquido. 2- Escala o rango para medir resistencia. 3- Llave selectora de medición. 4- Escala o rango para medir tensión en continua (puede indicarse DC en vez de una linea continua y otra punteada). 5- Escala o rango para medir tensión en alterna (puede indicarse AC en vez de la l inea ondeada). 6- Borne o “jack” de conexión para la punta roja ,cuando se quiere medir tensión, resistencia y frecuencia (si tuviera), tanto en corriente alterna como en continua. 7- Borne de conexión conexión o “jack” “jack” negativo para la punta punta negra. 8- Borne de conexión o “jack” para poner la punta roja si se va a medir mA (miliamperes), tanto tanto en alterna como en continua. 9- Borne de conexión o “jack” para la punta roja cuando se elija el rango de 20A máximo, máximo, tanto en alterna como en continua. 10-Escala o rango para medir corriente en alterna (puede venir indicado AC en lugar de la linea ondeada). 11-Escala o rango para medir corriente en continua (puede venir DC en lugar de una linea continua y otra punteada). 12-Zócalo de conexión para medir capacitores o condensadores. 13-Botón de encendido y apagado.
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Conclusion La sociedad actual ha experimentado cambios nunca antes vistos. Somos testigos de la influencia de la Electrónica en todos los aspectos de la tecnología. Es inconcebible la vida moderna sin si n los medios de comunicación (radio, televisión, telefonía), sin los sistemas de manejo de información (computación), sin la electrónica de consumo en el hogar, sin los avances de la medicina auxiliados por la técnica. Todo ha sido posible gracias a los trabajos de investigación y desarrollo tecnológico, los cuales se han visto acelerados a partir de la invención de los diodos y transistores. Un diodo es una sustancia cuya conductividad es menor que la de un conductor y mayor que la de un aislante. El grado de conducción de cualquier sustancia depende, en gran parte, del número de electrones libres que contenga. En un conductor este número es grande y en un semiconductor pequeño es insignificante. El número de electrones libres de un semiconductor depende de los siguientes factores: calor, luz, campos eléctricos y magnéticos aplicados y cantidad de impurezas presentes en la sustancia
BIBLIOGRAFIA Electrónica General, Tomo I, Tecnología Electrónica, Semiconductores, Pag. 251260. Internet: http://www.ieec.uned.es/ieec/documentos/ffi-ieec/apl_html/capit_11/c1.htm http://www.ieec.uned.es/ieec/documentos/ffi-ieec/apl_html/capit_11/c111.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo http://www.circuitosimpresos.org/2008/06/02/diodos/
