Diodos jaime peña
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UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP
Jaime Guillermo Peña García Ingeniería de Sistemas e Informática
Física ElectrónicaIV Ciclo
2012
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DIODOS
Símbolo. Polarización Tipos de diodos Curva característica Aproximaciones lineales del diodo rectificador Aproximaciones lineales del diodo Zener Resolución de circuitos con diodos
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Características. Símbolo
• Diodo semiconductor: unión PN. Referencia: diodos de silicio (Si)• Elemento biterminal. Terminales diferentes.
+Cátodo Ánodo –
Polarización directa Polarización inversa
+ –
+ –
E
I
+–
+ –
E
I
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Diodo rectificador• En P.D. conduce corriente. En P.I. no conduce.
Diodo LED• En P.D. conduce corriente y emite luz.• En P.I. no conduce corriente y no emite luz.
Fotodiodo• Opuesto al anterior. En P.I. absorbe luz detectada y conduce corriente
Diodo Zener• En P.D. como el diodo rectificador• En P.I., si se supera cierta tensión (tensión Zener) conduce también.
Tipos de diodos
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Diodo rectificador• Relación exponencial
Curva característica corriente/tensión
+ –VD
ID ID
I.P. D.P.
0,7 VVD
ID
• P.I. corriente de saturación (pocos nA)• P.D. tensión umbral• P.I.: ruptura ID IS e
qVD
KT
1
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Diodo Zener• Peculiaridad en P.I: superada Vz, “ruptura Zener”
conduce corriente sentido inverso
Curva característica corriente/tensión
D.P.
0,7 V
I.P.
VD
ID
VZ
+ –VD
ID ID
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Primera aproximación: diodo ideal
• P.D. conduce como un cortocircuito• P.I. no conduce• Aproximación más alejada
Aproximaciones lineales del diodo rectificador
D.P.I.P.
VD
ID
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A B+ –VD
ID ID
ID
D. P. : A B+ –VD =0
I. P. : A B+ –
CondiciónEcuación
VD =0 ID ³ 0
ID =0 VD £0ID =0
VD
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Segunda aproximación (más frecuente)
• P.D. conduce a partir de 0,7V• P.I. no conduce• Tiene en cuenta la tensión umbral
Aproximaciones lineales del diodo rectificador
D.P.
0,7 V
I.P.
VD
ID
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D. P. :
CondiciónEcuación
A B+
+ –
0,7 V
–
A B+ –
ID
ID
VD
VD
=0,7 V
I. P. : A B+ –
ID =0
VD
ID =0 VD £0, 7 V
VD =0,7 V ID ³ 0ID ID
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Tercera
• P.D. conduce a partir de 0,7V, pero la tensión aumenta si la corriente aumenta
• P.I. no conduce
Aproximaciones lineales del diodo rectificador
D.P.
0,7 V
I.P.
VD
ID
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D. P. :
Condición Ecuación
I. P. :
A B
+
A B+
+ –0,7 V
( r = 0,5 - 1 )–
–
r resistencia interna
A B+ –V
D
ID
ID
VD
ID
=0
ID
=0 VD
£0, 7 V
VD
= 0, 7 + rID
VD
=0,7 +rID
ID
³ 0r
ID
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• Sólo una aproximación (se pueden hacer más)• Similar a la 2ª aprox. del diodo rectificador• En P.D. se comporta igual, también a partir de 7V• En P.I. al llegar a la tensión Zener, conduce corriente en sentido
contrario
Aproximaciones lineales del diodo Zener
ID
D.P.
0,7 V
región Zener
región normal
I.P.
VD
-VZ
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D. P. :CondiciónEcuación
I. P. :
región normal:
región Zener:
parámetro conocido
B+
A
–VD
ID
ID
ID =0
A B
+
+ –
0,7 V
–
ID
VD =0,7 V
VD =0,7 V
+–
IZ
IZ
VZ
ID ³ 0 º IZ £0
A B+ –VD
ID =0
VZ
-VZ £VD £0,7 V
A B
+
+–
–VD = -VZ
IZIZVZ
IZ ³ 0 º ID £0VD = -VZ
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• Punto de operación del diodo• Recta de carga
Resolución gráfica de circuitos con diodos
I.P. D.P.
0,7 VVD
ID
+–
+
–
A
B
VDIDETh
RTh
DDThTh VIRE
DThTh
ThD V
RR
EI
1
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• Intersección: punto de operación del diodo
Resolución gráfica de circuitos con diodos
Q Punto de operación
VD
ID
ETh
RTh
ETh
VQ
VQ
,IQ( )
IQ
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• Generador de tensión continua o fuente de alimentación
Una aplicación del diodo: el rectificador
220 V 50 Hz
6 V
50 Hz
5 V
Fu en te d e a l imen ta ció n T
ran
sfo
rmad
or
Rec
tifi
cad
or
Fil
tro
Reg
ula
do
r
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1. Transformador
señ al d e c.a.
señ al d e c.a. más p eq u eñ a
Transformador
+
–vE
+
–vS
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2.a Rectificador de media onda
c.a. (positiva y negativa)
c. pseudocontinua+
–
+
–
Rectificador
vEvS ³ 0
vS
D
+
Entrada Salida
+
Rectificador– –
vE v
S =v
R
RL
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1.- VE> 0 i > 0 0 ≤ t ≤ T/2D
++
––RL vS =vE ³ 0vE ³ 0
i
2.- VE < 0 i < 0 T/2≤ t ≤ TD
+
+
–
–
RLv
E£0 i =0 v
S =0
+
–>0
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¶ ¶
T
T2
vE
vS
t
t
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2.b Rectificador de onda completa: primera opción
+
+
+
RL
–vS
–
–vEA
vEB
vEA =vE
vEB = -vE
DA
DB
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+
+
+
–– –
vS RLDA
DB
vEA
vEB
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1.- VEA> 0 y VEB < 0
2.- VEA< 0 y VEB > 0
++
–vEA
RL
–vS
DA
+
+
––
vS
RL
vEB
DB
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¶ ¶
T
t
t
vE
vS
vEA v
EB
![Page 26: Diodos jaime peña](https://reader037.fdocumento.com/reader037/viewer/2022103019/55b69dc4bb61eb640a8b47a9/html5/thumbnails/26.jpg)
3. Filtro
D
+
Entrada Salida
+ Rectificador
Filtro
C––
vE
vS =v
R
![Page 27: Diodos jaime peña](https://reader037.fdocumento.com/reader037/viewer/2022103019/55b69dc4bb61eb640a8b47a9/html5/thumbnails/27.jpg)
T4
5T 4
vS
t
vE
vE=v
Cv
E=v
C
T4 3T
4
t
vS
vEA
vEB
vEA
=vC
vEB
=vC
• Filtro con rectificador de media onda
• Filtro con rectificador de onda completa
![Page 28: Diodos jaime peña](https://reader037.fdocumento.com/reader037/viewer/2022103019/55b69dc4bb61eb640a8b47a9/html5/thumbnails/28.jpg)
4. Regulador
D
+
Entrada Salida
+
Regulador
C–
RL v
S =v
Rv
E
–
VZV min
t
vS
• Regulador con rectificador de media onda
![Page 29: Diodos jaime peña](https://reader037.fdocumento.com/reader037/viewer/2022103019/55b69dc4bb61eb640a8b47a9/html5/thumbnails/29.jpg)
• Regulador con rectificador de onda completa
VZ
V min
vS
t