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PRÁCTICA 1. CARACTERIZACIÓN DE DIODOS DE POTENCIA
1. Objetivo
En esta práctica se caracteriza el comportamiento estático y dinámico de diferentes diodos de potencia. Comparando los resultados se podrán obtener conclusiones en cuanto a los rangos de funcionamiento para polarizaciones directa e inversa, así como del tiempo de respuesta de cada uno de los dispositivos.
2. Material necesario
La práctica se realizará en los laboratorios del Área de Tecnología Electrónica del edificio de Talleres y Laboratorios L2 de la Escuela, donde se hará uso de:
- Voltímetro digital
- Fuente de alimentación regulada
- Osciloscopio digital
- Resistencias: 100Ω, 1K, 100K, 1MEG
- Diodo de red: 1N4007 o similar
- Diodo Schottky de potencia: MBR735 o similar
- Diodo de potencia: BYW29-200 o similar
3. Conocimientos previos
El alumno debe conocer, leer y comprender todos los conceptos explicados en esta memoria y en el tema 2 de la teoría de la asignatura. Se recomienda vivamente llevar impresas las transparencias de dicho tema. Además, debe haber buscado en internet, tener impreso y leídos los datasheets de los componentes (diodos) a usar durante la práctica.
4. Introducción
En esta práctica se pretende, en primer lugar, medir la característica estática de los diodos de potencia, obtenida punto a punto en un circuito rectificador simple (R-D). Se comparan los resultados obtenidos con medidas realizadas con diodos de red, potencia y Schottky respectivamente. En segundo lugar, se mide el comportamiento dinámico de los diferentes diodos ensayados, sometiéndolos a conmutaciones rápidas, resaltando los problemas en el corte asociados a la recuperación inversa para aquellos componentes con respuesta temporal lenta.
5. Realización de la práctica
Figura 1 Figura 2
5.1 Caracterización estática
5.1.1 Polarización directa
Montar el circuito de la figura 1, con los diodos polarizados directamente. Variando la tensión de alimentación Vi de 0 a 10V, en incrementos de 0.5V, anotar en cada caso el punto de trabajo (Id, Vd) que permitirá trazar la característica estática para cada tipo de diodo. El valor de R1 ha de ser 100Ω.
Se realizará la caracterización del diodo de red y se comparará posteriormente con el diodo Schottky. Así se podrán determinar las diferencias entre ambos en el funcionamiento estático.
Adicionalmente, si dispone de tiempo, puede obtener la característica estática también para el diodo de potencia siguiendo el mismo procedimiento.
5.1.2 Polarización inversa: corriente inversa de saturación
Determinar la resistencia interna equivalente para polarización inversa para cada uno de los diodos midiendo la corriente en inversa para dos tensiones de 10V y 20V en el esquema de la figura 1. Debido al reducido valor de Io (corriente inversa de saturación), realizar la medida ensayando con resistencias serie de alto valor (100K, 1M ). Anotar también el valor de Io. Comprobar la variación de Io con la temperatura calentando el diodo con un dedo.
5.2 Caracterización dinámica: tiempo de recuperación inversa
Utilizando el generador de señal, seleccionar forma de onda cuadrada de amplitud 10Vpp y montar el circuito de conmutación de la figura 2. Representar las formas de onda de la tensión en la resistencia para los diferentes diodos para frecuencias de
HOJA DE RESULTADOS
1. Caracterización estática: Polarización Directa
a) Dibujar la curva Id-Vd (característica estática) para el diodo de red proporcionado. Incluir en una tabla los valores que se utilizan para poder construir la curva gráfica tal y como se describe en la memoria de la práctica. (2 PUNTOS)
Vd
Id
b) Dibujar la curva Id-Vd (característica estática) para el diodo Schottky proporcionado. Incluir en una tabla los valores que se utilizan para poder construir la curva gráfica. No es necesario medir todos los puntos indicados en la memoria, sino que es decisión del alumno elegir los puntos más relevantes ( con 4-5 puntos puede bastar ). ( PUNTOS)
Vd
Id
V1 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10, Vd Vr Id
V1 Vd Vr Id
2. Caracterización estática: Polarización Inversa
a) Dibujar la recta que describe el funcionamiento del diodo de red en polarización inversa. Indicar los valores de tensión que caen en el diodo y en la resistencia en ambos casos. Calcular la corriente inversa de polarización y la resistencia en inversa. (1 PUNTO)
b) Dibujar la recta que describe el funcionamiento del diodo Schottky en polarización inversa. Indicar los valores de tensión que caen en el diodo y en la resistencia en ambos casos. Calcular la corriente inversa de polarización y la resistencia en inversa. (1 PUNTO)
c) Dibujar la recta que describe el funcionamiento del diodo de potencia en polarización inversa. Indicar los valores de tensión que caen en el diodo y en la resistencia en ambos casos. Calcular la corriente inversa de polarización y la resistencia en inversa. (1 PUNTO)
d) Esbozar las gráficas en conmutación del diodo shottky proporcionado para las frecuencias descritas en la memoria de la práctica. Determinar el tiempo de recuperación inversa en ambos casos. ¿Cuál de los dos diodos tiene una respuesta más rápida? (1 PUNTO)
t
Vr
