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Análisis de Diodos: Práctica de Laboratorio, Apuntes de Electrónica

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC) - ChiquinquiráElectrónica

laboratorio sobre comportamiento de rectificadores

Tipo: Apuntes

2019/2020

Subido el 25/07/2020

eduardo-mayorga
eduardo-mayorga 🇨🇴

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CARACTERISTICAS DEL DIODO
Practica º02
Luis Eduardo Mayorga Espejo
Facultad de Ingenieria
Programa de Ingenieria Electronica extencion Tunja
Universidad Pedagogica y Tecnologica De Colombia
Tunja, Boyaca – Colombia
l.eduardome1997@gmail.com
Luis Carlos Diaz Soler
Facultad de Ingenieria
Programa de Ingenieria Electronica extencion Tunja
Universidad Pedagogica y Tecnologica De Colombia
Tunja, Boyaca – Colombia
Luchosoler11@gmail.com
Abstract—This electronic document is a “live” template and
already defines the components of your paper [title, text, heads,
etc.] in its style sheet. *CRITICAL: Do Not Use Symbols, Special
Characters, or Math in Paper Title or Abstract. (Abstract)
Keywords—component; formatting; style; styling; insert (key
words)
I. INTRODUCCION
El Diodo es el primer dispositivo electrónico debido a su
sencillez. Debido a sus características, que pueden ser similares
a las de un interruptor desglosan de las múltiples aplicaciones
en el campo electrónico que varían su simplicidad desde las
más básicas hasta aplicaciones en circuitos muy elaborados.
Primeramente el diodo es un elemento o componente
electrónico que su principal función es que al estar el
polarización directa permita el flujo de corriente y se
comporte (idealmente) como un corto circuito Figura 1 esto
quiere decir que cuando está conectado de esta forma su
resistencia interna sería igual a 0Ω
𝑅𝐹=𝑉𝐹
𝐼𝐹=0 𝑉
𝐼𝐹= 0Ω (1)
Donde 𝐼𝐹 es la corriente y 𝑉𝐹 el voltaje de polarización directa
atreves del diodo. Cabe aclarar que esto es solo la propiedad
ideal ya que nunca se encontrara un diodo que no presente
alguna resistencia pero si con muy bajas razones de resistencia
esto es visible en los diodos de silicio que su voltaje de
polarización o de ruptura es 0.7V y en los diodos de germanio
que es de 0.3. Esto significa que estos valores de voltaje
primero el circuito debe tener más de estos valores de voltaje
(sea el diodo de silicio o germanio) para que el circuito
funcione, si el caso no es ese los diodos se comportaran como
circuito abierto, y al ser superado será el voltaje que consume
el diodo y el resto de el voltaje de circuito será entregado a la
carga.
Figura 1. Diodo polarizado en directa y su circuito
equivalente
Al estar en polarización inversa se comporte como un circuito
abierto impidiendo el paso de corriente en los circuitos.
Figura 2. Diodo polarización inversa y i respectivo circuito
equivalente
pf3
pf4
pf5
pf8

Vista previa parcial del texto

¡Descarga Análisis de Diodos: Práctica de Laboratorio y más Apuntes en PDF de Electrónica solo en Docsity!

CARACTERISTICAS DEL DIODO

Practica º

Luis Eduardo Mayorga Espejo

Facultad de Ingenieria

Programa de Ingenieria Electronica extencion Tunja

Universidad Pedagogica y Tecnologica De Colombia

Tunja, Boyaca – Colombia

l.eduardome1997@gmail.com

Luis Carlos Diaz Soler

Facultad de Ingenieria

Programa de Ingenieria Electronica extencion Tunja

Universidad Pedagogica y Tecnologica De Colombia

Tunja, Boyaca – Colombia

Luchosoler11@gmail.com

Abstract —This electronic document is a “live” template and already defines the components of your paper [title, text, heads, etc.] in its style sheet. _CRITICAL: Do Not Use Symbols, Special Characters, or Math in Paper Title or Abstract_****. (* Abstract ) Keywords—component; formatting; style; styling; insert ( key words ) I. I NTRODUCCION El Diodo es el primer dispositivo electrónico debido a su sencillez. Debido a sus características, que pueden ser similares a las de un interruptor desglosan de las múltiples aplicaciones en el campo electrónico que varían su simplicidad desde las más básicas hasta aplicaciones en circuitos muy elaborados. Primeramente el diodo es un elemento o componente electrónico que su principal función es que al estar el polarización directa permita el flujo de corriente y se comporte (idealmente) como un corto circuito Figura 1 esto quiere decir que cuando está conectado de esta forma su resistencia interna sería igual a 0Ω 𝑅𝐹 = 𝑉𝐹 𝐼𝐹^ =^ 0 𝑉 𝐼𝐹^ =^0 Ω^ (1) Donde 𝐼𝐹 es la corriente y 𝑉𝐹 el voltaje de polarización directa atreves del diodo. Cabe aclarar que esto es solo la propiedad ideal ya que nunca se encontrara un diodo que no presente alguna resistencia pero si con muy bajas razones de resistencia esto es visible en los diodos de silicio que su voltaje de polarización o de ruptura es 0.7V y en los diodos de germanio que es de 0.3. Esto significa que estos valores de voltaje primero el circuito debe tener más de estos valores de voltaje (sea el diodo de silicio o germanio) para que el circuito funcione, si el caso no es ese los diodos se comportaran como circuito abierto, y al ser superado será el voltaje que consume el diodo y el resto de el voltaje de circuito será entregado a la carga. Figura 1. Diodo polarizado en directa y su circuito equivalente Al estar en polarización inversa se comporte como un circuito abierto impidiendo el paso de corriente en los circuitos. Figura 2. Diodo polarización inversa y i respectivo circuito equivalente

II. DESARROLLO DE LA PRACTICA

Esta práctica de laboratorio corresponde el reconocimiento de las características y funciones del diodo, donde por medio de ocho circuitos propuestos en este, desarrollándolos y analizándolos con respecto a los materiales que los integran se pretende cumplir con cada uno de los objetivos y puntos dispuestos en esta práctica. Las características específicas de cada montaje se muestran a continuación: A. Circuito con diodo de silicio y germanio en polarizacion directa En este montaje se necesito de 1 diodo 1N 4004 ,1 diodo 1N60P, 1 resistencia de 1 k y 1 fuente independiente de voltaje, como se muestra en la Figura 3 y la Figura 4. Una vez reconocido los dos terminales del diodo con la banda blanca que posee el diodo. Procedemos a verificar el estado del diodo con el multimetro, conectando el terminal rojo al ánodo y el negro al cátodo, registre la lectura del equipo. Invierta las conexiones y registre su observación. Asi: 1N4004 = 0.56 v 1N60P = 0.264v Hecho esto nos dirigimos a las hojas de características de los dos diodos para encontrar los valores máximos de corriente y voltaje en directa e inversa que soporta cada diodo Diodo 𝐼𝐹 𝑉𝑓 1N 1N60P Implementamos el circuito de la Figura 3 y la Figura 4 respectivamente. Se realizan mediciones de los valores de corriente, voltaje de entrada (Vi), voltaje de salida sobre la resistencia (Vo) y voltaje de diodo (Vd). Se inicia desde 0V y aumentando hasta 4V en pasos de 0.2 V. MONTAJE A.(a) Montaje respectivo al primer circuito propuesto con diodo de silicio MONTAJE A.(b) Montaje respectivo al primer circuito propuesto con diodo de germanio B. Circuito con diodo de silicio y germanio en polarizacion inversa inviertimos la conexión del diodo como se ilustra en la Figura 5 y Figura 6. Se haran las mismas mediciones del montaje anterior pero esta vez vamos aumentando el voltaje de entrada de 0 a 25V en pasos de 5V. Repitiendo en el diodo de germanio. Montaje B. montaje respectivo al segundo circuito propuesto C. Circuito con diodo de silicio y germanio en corriente AC en polarización directa e inversa

Se implementó el circuito mostrado en la figura 7 y

8 utilizando el generador de señales. Y se ajustó a

una señal de salida de tipo triangular de 4Vpp,

1KHz y Voff=0V y con ayuda del osciloscopio se

observó las señales de voltaje de entrada (Vi) y de

salida (Vo). Y se hicieron mediciones de voltajes

pico, pico a pico, rms y promedio (avg) de cada

señal, y se repite el mismo proceso para los diodos

en inversa.

III MATERIALES:

Para la práctica fue utilizada una fuente DC y un generador de funciones para el suministro de energía de nuestro circuitos,

Tabla 1. Valores en polarización directa en el diodo de silicio voltaje de entrada, voltajes en la resistencia, voltaje en el diodo y corriente en el circuito

silicio

Vi(v) Vo(v) Vd(v) Id(mA)

Tabla 2. Valores en polarización directa en el diodo de germanio voltaje de entrada, voltajes en la resistencia, voltaje en el diodo y corriente en el circuito

germanio

Vi(v) Vo (v) Vd(v) Id(mA)

Tabla 3. Valores del diodo en polarización inverza

inversa

silicio germanio

Vi(v) Vo(v) Vd(v) Vi(v) vo (v) Vd(v)

Tabla 4. Valores en polarización directa con alimentación AC

directa

silicio grmanio

vp

p vp vrms vavg

vp

p vp vrms vavg

v

o 4

  • 6.46E-
  • 6.60E-

vi

4.54E-

2.17E-

6.14E-

3.38E-

Tabla 5. Valores en polarización inversa con alimentación AC

inversa

silicio grmanio

vp

p vp vrms vavg

vp

p

v

p vrms vavg

v

o

  • 3.55E-

1.14E+

  • 3.42E-

vi

5.07E-

  • 3.00E-

6.60E-

  • 4.00E-

Grafica 1. Comportamiento Id vs Vd en el diodo de silicio en directa Grafica 2. Comportamiento de la corriente contra el voltaje en el diodo de germanio en directa Grafica 3. Comportamiento de la corriente contra el voltaje en el diodo de silicio en inversa Grafica 4. Comportamiento de la corriente contra el voltaje en el diodo de germanio en inversa Grafica 5 comportamiento del voltaje en la resistencia respecto al voltaje de entrada en el diodo de silicio en polarización directa Grafica 6 comportamiento del voltaje en la resistencia respecto al voltaje de entrada en el diodo de germanio en polarización directa

Id vs Vd silicio 0

Id vs Vd germanio 0

Id vs Vd silicio

Id vs Vd germanio

Vo vs Vi 0

vo

Imagen 1. Medidas de diodo de silicio con corriente AC en inversa Imagen 2. Medidas de diodo de silicio con corriente AC en directa Imagen 3. Medidas de diodo de germanio con corriente AC en inversa Imagen 2. Medidas de diodo de germanio con corriente AC en directa Mediante el análisis teorico del circuito se encontró que la ecuación de relación de este mismo es: 𝑉𝑟𝑚𝑠 = 𝑣𝑝 ∗ 0. 707 ( 4 ) 𝑉𝑟𝑚𝑠 = 1. 41 𝑣 Ecuación 4. Ecuación de voltaje efectivo Respecto a lo calculado por el oscilos copio que es 𝑉𝑟𝑚𝑠 = 1. 15 𝑣 Tenemos un error de 18% V. ANÁLISIS DE RESULTADOS Como podemos ver, existe cierta variación entre los valores teóricos y los valores prácticos, esta variación que se representa como el porcentaje de error, el cual se encuentra en las dos tablas realizadas para la toma del voltaje y la corriente. Este porcentaje de error se debe a varios factores, uno de ellos puede ser la tolerancia de cada una de las resistencias, puesto que no se tomó el valor real de la resistencia, sino que un valor aproximado por el código de colores, este valor fue el que se tomó en cuenta en la elaboración del circuito. Los valores máximos de corriente y voltaje se puede ver que están directamente relacionados con la ubicación de la fuente de voltaje, para este caso gracias a las fuentes de alimentación las corrientes de malla I 4 e I 6 , y los voltajes V 1 y V 2 , son los valores máximos en el circuito, esto se debe también a la ubicación del nodo de referencia. La cantidad de componentes

y valor resistivo en una malla es al igual determinante en la corriente de esta, puesto que entre más componentes tenga con una resistencia alta, menor será la corriente producida en el circuito malla. CONCLUSIONES Las resistencias tienen un valor de tolerancia, el cual puede aumentar con facilidad el porcentaje de error producido en el montaje. Los valores de corriente dados en el circuito están estrictamente ligados con el número de componentes y su valor resistivo los cuales componen la malla, al igual que los valores de voltaje en los nodos va a variar dependiendo de la ubicación del nodo de referencia Los valores de máximos de carga y descarga del condensador no tuvieron mucho porcentaje de error más sin embargo los valores intermedios si, probablemente por la mala calibración manual de las escalas en el osciloscopio. En la práctica se desarrollaron diferentes habilidades básicas y necesarias para el buen uso de algunos instrumentos electrónicos y tácticas teórico practicas tanto para el análisis correcto de los circuitos implementados como para todos los posteriores en general, como lo es la identificación de valores y tolerancias de resistencias mediante el código de colores el cual es utilizado para la decodificación de información en cada una de estas y representada mediante franjas alrededor de estos componentes; pudiendo así tomar de lado izquierdo a lado derecho las dos primeras franjas como las cifras del valor, la tercera como el múltiplo de esta cifra, y así la última siendo la tolerancia (margen de error). Se refuerzan conocimientos y procedimientos para el análisis de circuitos tales como nodales y de malla necesarios para el desarrollo de estos tanto como para el voltaje y la corriente que se encuentra presente en cada uno de ellos. El funcionamiento de implementos electrónicos como lo son resistencias, capacitores entre otros donde encontramos gracias a ellos diferentes valores y condiciones aplicadas a los circuitos eléctricos como resistividad, paso de corriente y voltaje, carga y descarga del condensador. Así también el uso y manejo correcto de herramientas y equipos de laboratorio desarrollando y ampliando aún más las habilidades y conocimientos de estos y sus aplicaciones dentro de este y otros campos de la electrónica. VI. BIBLIOGRAFIA [1] Boylestad, Robert L y Nashelsky, Louis “Electrónica: Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos, 8ª, Ed.” Pearson Education. México, pp. 130–137, Octubre de 2016. [2] Floyd, Thomas L. “Dispositivos Electrónicos, 8ª, Ed.” Pearson Educación. México, pp. 164-168, Enero de 2017