UNMSM Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica Apellidos y Nombres
Matricula
Alzamora Príncipe, Leonel Jair
15190284
Curso
Tema
Circuitos Electrónicos I
Diodos en corriente alterna
Informe
Fechas
Previo
Nota
Realización
Entrega
13-08-17
20-09-17
Numero 2 Grupo
Profesor
21
ING. Luís Paretto Quispe
III. CUESTIONARIO PREVIO: 1. Buscar en los manuales y detallar las características de los diodos a usar.( 6A6, P600B, ITT020, 72477T, BY127, ECG109 Y ECG110A ) *
6A6:
El 6A6 es un rectificador pasivado de vidrio con caja de plástico moldeado y terminales estañados con soldadura pura. La banda de color indica la polaridad del extremo del cátodo UL94V-0 Grado de inflamabilidad epóxido Alta capacidad de corriente Alta fiabilidad Alta capacidad de corriente de sobretensión Baja pérdida de potencia Voltaje de tensión de ruptura (Peak repetitive reverse voltage): 600 V Corriente máxima promedio (Maximum average forward current): 6 A Tensión directa VF máxima: 950 mV Corriente eirecta transitoria Ifsm máxima: 250 A Temperatura de trabajo máxima: 150°C Estilo de la carcasa del diodo: Axial Encapsulado R-6 *
P600B:
*
BY127:
Tensión inversa: Un diodo rectificador conduce la corriente eléctrica cuando la tensión en el ánodo es mayor que la tensión en el cable de cátodo. Si el voltaje en el cátodo de plomo es mayor que la tensión en el ánodo, se dice que el diodo "inversamente polarizada," y la tensión aplicada al diodo se llama "tensión inversa". Si el diferencial de voltaje a través de un diodo polarizado en sentido inverso-es lo suficientemente grande, el diodo será el caso de Fail. Un diodo BY127 capaz de soportar 1.250 voltios como voltaje inverso antes de fallar. Corriente de sobretensión: Un diodo está clasificado para la máxima cantidad de corriente eléctrica que el diodo puede soportar durante un corto período - por lo general menos de 10
milisegundos - antes de que el diodo fallará. El BY127 puede soportar 30 amperios que pasan a través del diodo de 8,3 milisegundos. Voltaje directo: Para un diodo para llevar a cabo un amplificador de corriente eléctrica, el voltaje en el ánodo debe ser un número fijo voltios mayor que la tensión en la cabeza del cátodo, este voltaje se llama "máxima tensión directa." El BY127 conduce un amplificador de corriente eléctrica si el voltaje en el ánodo es 1,1 voltios mayor que la tensión en el cátodo. Gama de temperaturas de funcionamiento y almacenamiento: Los dispositivos electrónicos pueden ser dañados por frío o calor extremos. Por lo tanto, estos dispositivos contienen de almacenamiento y temperatura de funcionamiento calificaciones. El rango de temperatura de operación y de almacenamiento que se puede utilizar en el BY127 es entre -55 y 150 grados Celsius (o -67 a 302 grados Fahrenheit). * ECG109: El NTE109 es un dispositivo de alta conductancia con buenas características de conmutación para circuitos de baja impedancia, alta resistencia y alta conductancia para acoplamiento eficiente, sujeción y servicio de matriz, y recuperación de impulsos directo e inverso para aplicaciones de impulsos críticos. Absolute Maximum Ratings: (TA = +25°C unles otherwise specified) Continuous Inverse Operating Voltage (Note 1), Vcont: 80V Continuous Average Forward Current, IF 60mA Peak Recurrent Forward Current (Note 2) 325mA Forward Surge Current (1 sec), IFSM 500mA Electrical Characteristics: Peak Reverse Voltage, PRV 100V Forward Voltage Drop (IF = 200mA), VF1.0V Maximum Reverse Leakage (VR = 50V), IR 100µA Additional Specifications: Ambient Temperature Range, TA –78 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ° to +90°C Absolute Maximum Storage Temperature Range, Tstg –78° to +100°C Average Power Dissipation (TA = +25°C), PD 80mW Derate Above 25°C 10mW/10 °C Average Shunt Capacitance 0.5 µfd Average 100mc Rect. Efficient 55% Nota 1: La tensión continua de funcionamiento inverso, Vcont debe reducirse cuando el diodo se opera a una temperatura de unión elevada. El porcentaje de reducción de Vcont para cada incremento de temperatura de 10 ° C por encima de 25 ° C es igual a Vcont / 10. Para aplicaciones críticas de alta temperatura y alta tensión, se recomienda que los diodos sean probados al 100% y especificados a temperatura elevada. Nota 2: La corriente de pico de funcionamiento es generalmente el factor de control en el servicio de rectificador de CA y se puede sobrepasar para impulsos de duración in ferior a 200μs *
ECG110A:
Caracteristicas: *Low Forward Voltage Drop *Low Power Consumption *Very Low Noise Level Índices absolutos máximos: (TA = +25°C unless otherwise specified) Peak Reverse Voltage, PRV 30V Peak Forward Current, IF 150mA Average Power Dissipation, PD 80mW Operating Temperature Range, –65° to +85°C
Características electricas: (TA = +25°C unless otherwise specified) Parameter Symbol Test Conditions Min Typ Peak Reverse Voltage PRV 1mA 30 – – – Inverse Current Ir 10V – – Forward Voltage Vf 5mA
Max Unit – V 65 µA 1.0 V
2. Explicar los conceptos de: resistencia dinámica, corriente directa, corriente inversa, capacidad de transición, voltaje de pico inverso y velocidad de conmutación del diodo. *Resistencia dinámica:
Cuando se aplica una señal senoidal, el cálculo de la Rd se lleva a cabo al considerar una línea tangente al punto Q tal como se observa en las figuras 2.9 y 2.10, en tal situación la resistencia dinámica se define por:
La ecuación 2.3 es de raro empleo ya que formalmente se define a la pendiente de una curva en el punto Q, como la derivada en dicho punto, de esta forma es posible demostrar que la resistencia dinámica está dada por: 26 =
*Corriente directa:
Con la polarización directa, la unión p-n impulsa los huecos desde el material tipo p a la unión y los electrones desde el material tipo n a la unión. En la unión, los electrones y huecos se combinan de modo que se mantiene una corriente continua.
*Corriente inversa:
La aplicación de un voltaje inverso a la unión p-n produce un flujo de corriente transitoria y ambos electrones y huecos se separan de la unión. Cuando el potencial formado por la capa de depleción ensanchada, se iguala al voltaje aplicado, cesa la corriente excepto una pequeña cantidad de corriente térmica.
*Capacidad de transición:
Equivale al cociente entre la variación de carga en la zona de transición respecto a la variación de potencial que la origina. En la figura se observa que al aumentar la tensión de polarización directa, la anchura de Zt disminuye y, en consecuencia, disminuye también la carga. Este efecto se manifiesta en sentido inverso al alterar la polaridad de la alimentación. Cabe concluir, pues, que la capacidad de transición se manifiesta en polarización directa e inversa. Si bien, en polarización directa no suele considerarse Ct debido a que la capacidad de difusión es muy superior frente a la magnitud irrelevante de Ct. *Voltaje de pico inverso:
El pico de tensión inversa es la tensión máxima especificada que puede bloquear un rectificador de diodo o, alternativamente, el máximo que un rectificador necesita bloquear en una aplicación determinada. En los diodos semiconductores: Como un término general aplicado a los diodos semiconductores, pico de tensión inversa o pico de tensión inversa es la tensión máxima que puede soportar un diodo en sentido inverso sin descomponer o apelación. Si se excede este voltaje del diodo puede ser destruido. Los diodos deben tener un pico inverso voltaje que es mayor que la tensión máxima que se aplicará a ellos en una aplicación determinada. En aplicaciones de rectificador: Para aplicaciones de rectificador, pico de tensión inversa (PIV) o el pico de tensión inversa (PRV) es el valor máximo de tensión inversa que se produce en el pico del ciclo de entrada cuando el diodo está sesgada inversa. La porción de la onda sinusoidal que se repite o se duplica es conocida como el ciclo. La parte del ciclo sobre el eje horizontal se llama el semiciclo positivo, o alternancia; la parte del ciclo debajo del eje horizontal se llama la alternancia negativa. Con referencia a la amplitud del ciclo, el pico de tensión inversa se especifica como el máximo valor negativo de la onda sinusoidal en alternancia negativa de un ciclo. *Velocidad de conmutación del diodo:
Una carga capacitiva se carga a través de un transistor de la serie. Las corrientes de carga máximas para la carga se dibujan de una fuente capacitiva que carga se mantenga constantemente. La descarga rápida de la carga capacitiva está a través de un diodo del semiconductor y de una cascada de los transistores que actúan como elementos de la conmutación. Los diodos a través de la ensambladura del emisor de base de estos diodos de la conmutación proporcionan la protección contra daño transitorio así como la reducción del tiempo requerido a la conducción del atajo de los transistores. Una impulsión simple del transistor TTL (+5v) funciona el interruptor
3. Explicar la curva característica del diodo zener y su utilidad como regulador de voltaje.
El diodo zener es un tipo especial de diodo, que siempre se utiliza polarizado inversamente. Recordar que los diodos comunes , como el diodo rectificador (en donde se aprovechan sus características de polarización directa y polarización inversa), conducen siempre en el sentido de la flecha. En este caso la corriente circula en contra de la flecha que representa el diodo. Si el diodo zener se polariza en sentido directo se comporta como un diodo rectificador común. Cuando el diodo zener funciona polarizado inversamente mantiene entre sus terminales un voltaje constante. En el gráfico se ve el símbolo de diodo zener (A - ánodo, K cátodo) y el sentido de la corriente para que funcione en la zona operativa. Se analizará el diodo Zener, no como un elemento ideal, si no como un elemento real y se debe tomar en cuenta que cuando éste se polariza en modo inverso si existe una corriente que circula en sentido contrario a la flecha del diodo, pero de muy poco valor. Curva característica del diodo Zener
Analizando la curva del diodo zener se ve que conforme se va aumentando negativamente el voltaje aplicado al diodo, la corriente que pasa por el aumenta muy poco.
Pero una vez que se llega a un determinado voltaje, llamada voltaje o tensión de Zener (Vz), el aumento del voltaje (siempre negativamente) es muy pequeño, pudiendo considerarse constante. Para este voltaje, la corriente que atraviesa el diodo zener, puede variar en un gran rango de valores. A esta región se le llama la zona operativa. Esta es la característica del diodo zener que se aprovecha para que funcione como regulador de voltaje, pues el voltaje se mantiene prácticamente constante para una gran variación de corriente. Ver el gráfico. ¿Qué hace un regulador con Zener?
Un regulador con diodo zener ideal mantiene un voltaje predeterminado fijo a su salida, sin importar las variaciones de voltaje en la fuente de alimentación y/o las variaciones de corriente en la carga. Nota: En las fuentes de voltaje ideales (algunas utilizan, entre otros elementos el diodo zener ), el voltaje de salida no varía conforme varía la carga. Pero las fuentes no son ideales y lo normal es que el voltaje de salida disminuya conforme la carga va aumentado, o sea conforme la demanda de corriente de la carga aumente.
4.
Explicar la constitución del diodo LED y sus características más importantes.
Los diodos son componentes electrónicos que permiten el paso de la corriente en un solo sentido, en sentido contrario no dejan pasar la corriente. En el sentido en que su conexión permite pasar la corriente se comporta como un interruptor cerrado y en el sentido contrario de conexión como un interruptor abierto. Un diodo LED es un diodo que además de permitir el paso de la corriente solo un sentido, en el sentido en el que la corriente pasa por el diodo, este emite luz. Cuando se conecta un diodo en el sentido que permite el paso de la corriente se dice que está polarizado directamente. La definición correcta será: Un diodo LED es un diodo que cuando está polarizado directamente emite luz. Además la palabra LED viene del inglés Light Emitting Diode que traducido al español es Diodo Emisor de Luz. ARACTERISTICAS: DIODOS LED C
Los diodos LEDs tienen dos patillas de conexión una larga y otra corta. Para que pase la corriente y emita luz se debe conectar la patilla larga al polo positivo y la corta al negativo. En caso contrario la corriente no pasará y no emitirá luz. En la imagen siguiente vemos un diodo LED por dentro. Este es el símbolo que se usa para los diodos led en los esquemas eléctricos, donde el ánodo será la patilla larga.
Los LED trabajan a tensiones más o menos de 2V (dos voltios). Si queremos conectarlos a otra tensión diferente deberemos conectar una resistencia en serie con él para que parte de la tensión se quede en la resistencia y al LED solo le queden los 2V. F UNCIONAMIENTO:
El funcionamiento es muy sencillo. Cuando conectamos con polarización directa el diodo led el semiconductor de la parte de arriba permite el paso de la corriente que circulará por las patillas (cátodo y ánodo) y al pasar por el semiconductor, este semiconductor emite luz.
En la figura de arriba puedes ver un LED polarizado directamente e inversamente en serie con una bombilla. Lo mismo ocurre con el LED, lo que pasa que no hace falta la bombilla por que el ya emite luz por si solo en polarización directa. Dependiendo del material que este hecho el semiconductor, este emitirá una luz de un color diferente. Así podemos obtener diodos LED que emitan luces de colores diferentes (aluminio, galio, indio, fosforo, etc.). LED DE MUCHOS COLORES O RGB:
Los led RGB son diodos que tienen 3 semiconductores cada uno con un color diferente. Los colores son los colores primarios el rojo, el verde y el azul. Si controlamos esta mezcla de colores, podemos obtener una gama inmensa de colores en los leds. Para controlar los colores solo hace falta hacer pasar más o menos corriente por uno u otro semiconductor. Por ejemplo si solo pasa corriente por el rojo y por el verde el color que obtenemos será el amarillo. VENTAJAS DEL DIODO LED:
Dos son las grandes ventajas de los LED: *La primera es que consumen menos energía que las lámparas convencionales. Las bombillas normales emiten luz pero también calor. El calor es energía que perdemos (lo que queremos es luz no calor). Bien pues los LEDs también pierden en forma de calor energía pero en cantidades mucho menores. Esto hace que casi toda la energía que consuman se utilice en dar luz y no calor, con el consiguiente ahorro. El 80% de la energía que consume un led se transforma en luz, sin embargo, las bombillas convencionales solo transforman el 20% de lo que consumen en luz, todo lo demás se vuelve calor. Otra ventaja es que el tiempo de duración es mucho mayor. Mientras que una bombilla normal cuenta con una vida útil de unas 5.000 horas, la vida útil de un LED es superior a las 100.000 horas de luz, estamos hablando de 11 años de continua emisión lumínica.
