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UCSM. P.P.Ing.Electrnica (Semestre IV)Experimento 3:LABORATORIO DE DISPOSITIVOS ELECTRONICOS

Aplicaciones de circuitos con Diodos: Sujetador, Rectificador y Zener

Grupo: 123456Horario:CdigoFecha: 27 /0 9 / 2010

Integrantes: ( Apellidos / Nombre )Firma

1.ALLASI GONSALES JHONATAN2.LAYME PEREZ PAUL3.VENEGAS GARAFFO SERGIO

1. Objetivos : Analizar y medir las caractersticas de los Circuitos Sujetadores o cambiadores de nivel con Diodos

Analizar y medir las caractersticas de los Circuitos Rectificadores Analizar y medir las caractersticas de los Circuitos Estabilizadores de Voltaje con Diodo Zener 2. Informacin Previa: UTILIZANDO UN SIMULADOR DE CIRCUITOS ELECTRONICOS DESARROLLAR DEL PASO 1 AL 6. ESCRIBIR LAS ECUACIONES QUE DESCRIBEN EL FUNCIONAMIENTO DE CADA CIRCUITO.1. Construya el circuito de la Fig.1 y graficar el voltaje de salida Vo y escriba las ecuaciones a)Para Vi seal cuadrada de 8Vp-p (Fig.2) y b)Para Vi seal senoidal de 8Vp-p (Fig.3) Fig.1

Fig.2

Fig32. Construya:

a. )Un rectificador de media onda (un diodo de silicio, resistencia de carga de 10Kohm). Graficar Vo en la carga y el voltaje promedio de Vo. (Dibuje en la Fig.4). Considerar Vi =6 Vrms y f=60Hzb. )Un rectificador de onda completa (4 diodos de silicio, resistencia de carga de 10Kohm). Graficar Vo en la carga y el voltaje promedio de Vo. (Dibuje en la Fig.5). Considerar Vi =6 Vrms y f=60HzVo prom.= Vo prom.=

Fig.4

Fig.5

3. Construya el circuito de la Fig 6 y variando el valor de voltaje suministrado por la fuente DC (E) como indica la Tabla 1, complete los valores para la tabla 1

Fuente DC: E(v)03699,51010,51111,512131415

Vz(v)simulado03699.51010.51111.512131415

VR(v)simulado02.48uV7.51uv21.24uv23.7626.33uv28.9531.61u34.31u37.06u42.66u48.454.26

IZ (mA)simulado0001.8uA0001.78uA001.78u01.78

Fig.6

TABLA 1

4. Segn la Tabla 1, con los resultados simulados previamente: graficar la curva del diodo Zener Vz (en -X), Iz (en Y), en el tercer cuadrante del plano cartesiano, creando la Fig.7. Utilice una escala apropiada.Fig.75. De la grfica anterior, determinar (grficamente) el voltaje del diodo Zener: Vz = ............ . Tambin utilizando la regin lineal de la curva caractersticas del diodo Zener, calcule la resistencia promedio Zener: Rav = Vz / Iz. . Rz = 6. Usando los resultados, determine los valores del circuito equivalente en la Fig. 8.

Fig. 83. Equipo y Materiales:

Fuente DC, Osciloscopio, Multmetro digital, Protoboard, :

Resistores 1/2W: Diodos: Silicio 1N4002, LED y diodo Zener de 10V (1/2W) 4. Actividades:

Parte 1. Sujetadores con Diodos.

a. Construya el circuito de la fig. 9. Tener en cuenta la polaridad de la fuente DC, del capacitor y del diodo de Silicio . Registre el valor medido de R (medido) = y de VT= . Fig. 9a) Para Vi seal cuadrada de 8Vp-p, calcular tericamente el valor de Vo y graficar en la fig.10 .Luego utilizando osciloscopio registre el valor medido de Vo en la fig.11b) Para Vi seal senoidal de 8Vp-p, calcular tericamente el valor de Vo y graficar en la fig.12 .Luego utilizando osciloscopio registre el valor medido de Vo en la fig.13c) Comparar los resultados obtenidos en los dos pasos anteriores.

TEORICO

2.5

6.5

2.5 6.5

Figura 10

Figura 11

PRACTICO

2.60 5.93

2.60 5.93

Figura 12

Figura 13Parte 2. Rectificadores con diodos

a. Construya el circuito de la fig. 14. Graficar Vo y registre el valor promedio de Vo. Cambiar luego R1 por 10Kohm. Considerar Vi = 6Vrms y f=60Hz. 7.48

Vo prom. =Fig.14

7.3

b. Construya el circuito de la fig. 15. Graficar Vo y registre el valor promedio de Vo. Cambiar luego R1 por 10Kohm. Considerar Vi=6Vrms y f=60Hz. Medir el voltaje de rizado o ripple.

Vo prom. =

Fig.15c. Comparar los resultados de los dos pasos anteriores. Determine experimentalmente la diferencia entre una resistencia de carga de 330 ohm y de 1Kohm en ambos circuitos. Si se conecta en paralelo un capacitor electroltico con polaridad de 1uF/25V y luego de 100uF/25V. Explicar los resultados obtenidos.

d. Medir el voltaje de rizado o ripple.Parte 3. Regulacin con el Diodo Zener

b. Construya el circuito de la fig. 3.Tener en cuenta la polaridad de la fuente DC y del diodo Zener. Registre los valores medidos de:

R (medido) =

y RL (medido) = .

Figura 3

c. Medir: VL =................ VR = ............... IR = ..

IL= .

IZ = d. Cambie RL a 3K3 y mida:

VL =................ VR = ...............

IR = ..

IL= .

IZ =

e. Usando el valor medido de los resistores y Vz determine el valor mnimo y mximo de RL requerido para asegurar que el diodo Zener de 10 V est conduciendo (ON). Mantener el voltaje de la fuente DC en 15V, y considere la potencia mxima del diodo Zener ( P ZM).segn la hoja de datos.Para mantener el voltaje estabilizado en la carga, determinar: RLmin =

RLmx = .

5. ConclusionesParte1: En la grafica de vo se puede ver que la onda se a desplazado hacia abajo estos es ocasionado por el capacito que influyen el circuito, se puede ver claramente cuando vi =0 en ese instante el voltaje vo = vc(voltaje en el capacitor ) entonces en es instante la onda es diferente a la onda de vi indicndome que se desplaza hacia abajoParte2: se puede comprobar que en el primer ejemplo sale un ratificacin de media onda por lo que en voltaje mximo es de 8.48 volt ya que cuando nos indica 6Vrms a este voltaje se divide por 0.707 ya que al dividir tenemos el valor del voltaje Vp, y en el segundo experimento se puede ver que la onda es de una ratificacin de onda completa Parte3: el diodo Zener tiene un caracterstica especial con respecto a los diodos de germanio, silicio, y arseniuro de galio, ya que su caracterstica que los diferencia de los dems es la que funcin o cierra el circuito cuando el voltaje est en su regin Zener siendo as un diodo que resiste elevados voltajes, y se pudo comprobar en el experimento 6. Cuestionario

6.1 Explique el funcionamiento de un circuito cambiador de nivel DC utilizando diodos, resistor, condensador y fuente DC. Considerar: a)cuando Vi es una seal cuadrada b) cuando Vi es una seal senoidal. Detallar una aplicacin prctica

Una red de cambiadora de nivel es la que cambia una seal a un nivel de dc diferente. Es tambin conocida como sujetadores, esta red debe de contar con un capacitor, un diodo y un elemento resistivo, pero tambin puede usar una fuente de dc independiente para introducir un cambio de nivel de dc adicional. La magnitud de R y C debe elegirse de tal forma que la constante de tiempo t=RC es lo suficiente grande para asegurar que el voltaje a travs del capacitor no se descarga de manera significativa, durante el intervalo en que el diodo no est conduciendo.

Las redes sujetadoras tienen un capacitor conectado directamente desde la entrada hasta la salida con un elemento resistivo en paralelo con la seal de salida. El diodo tambin est en paralelo con la seal de salida pero puede o no tener una fuente de cd en serie como un elemento agregado.

Un ejemplo de un sujetador:

a) Cuando Vi es una seal cuadrada

b) Cuando Vi es una seal senoidal

6.3. Detallar el funcionamiento de una fuente de alimentacin DC regulada. Utilizar diagrama de bloques y formas de onda para cada etapa. Indicar las caractersticas o especificaciones tcnicas de una fuente para laboratorio de electrnica.

El principio de funcionamiento bsicamente comienza con la entrada de voltaje del transformador, como esta explicado en la descripcin se ha utilizado un transformador de 20 voltios y 1.5 amperios de salida.Continua con un circuito diseado para la rectificacin del voltaje, ya sabemos que el voltaje que ingresa al circuito a travs del transformador es de corriente alterna, por lo que este circuito consta de un puente de diodo que permite esta rectificacin.Sigue con el circuito de proteccin, este circuito esta dado por resistencias y un componente importante que es el rel en caso de existir una falla en la entrada de voltaje se activa conmutndose y deteniendo el funcionamiento del circuito, esto es indicado atreves de un led que se encuentra a la vista del usuario, este rel permita evitar el uso del fusible.Continua con un circuito diseado para la regulacin de voltaje, en este punto existe un regulador de volteja que en este proyecto se a utilizado el LM317T ya que a diferencia de LM317, este puede darnos mayor cantidad de corriente de salida, teniendo siempre en cuenta que debe existir un disipador en el, ya que caliente. Un potencimetro de 5 K el cual nos permitir regular el voltaje a travs de su perrilla por lo que vamos a regular el voltaje deseado.DIAGRAMA DE BLOQUES

Fuente de alimentacin variable caractersticas tcnicas:

Detalles:

SUNKKO PS-152+Fuente Alimentacin Corriente Continua Digital Multifuncin(0.15V~15V), (0~2A)

Accesorios Incluidos:

Fuente de Alimentacin. Cable Universal 2 x Banana - 2 x Pinza Cocodrilo. Conversor Plug UK/China 110v - Shucko EURO 220v Cable Multiple Especial para GSM (opcional, se vende por separado).

Especificaciones Tcnicas:

Voltaje Entrada: Multi 110V10% ~ 220V10%, 50/60HzVoltaje Salida: Regulable, CC 0.15V ~ 15VEstabilidad de Carga: 0.01% 5mvEstabilidad de Salida: 0.01% 2mvVariacin Onda Salida: 5mv (RMS)Potencia Salida: Regulable, 0~2AEstabilidad de Carga: 0.2% 2mAProteccin Sobrecarga: 2A 10%Pantalla: Doble, LED 3 digits each.Resolucin Ajuste Fino (min): 1 mAhResolucin Ajuste Grueso (max): 1.99A, 15.0V

Caractersticas:

Esta nueva revisin de este producto introduce novedosas ideas y un nuevo diseo del circuito que ofrece un rendimiento superior:

- Ahora es ms prctico despus de aadir nuevas interfaces de 1K para evitar vibraciones seal, el cable de tierra y +/-5V potencia de salida.

- Pantalla LED de 3 dgitos para visualizar la tensin de salida del voltaje regulado de 0 a 15V.

- Pantalla LED de 3 dgitos para visualizar la intensidad del consumo actual 0 ~ 2A en tiempo real y totalmente al vuelo para testear equipos y medir su consumo instantneo y poder detectar situaciones anmalas en el equipo conectado.

- Intercambio automtico de escala entre mA o A.

- Multifuncin de las pruebas de tensin de valor, el valor actual, valor RF actual y transitorio.

- Circuito dedicado de alta potencia para conseguir la mayor precisin, estabilidad y constancia tanto en el voltaje de salida, como en la tensin aplicada.

- Circuito de proteccin dedicado para detectar corto-circuitos con una ultra-rpida respuesta y evitar daos con extrema rapidez.

- Monitor dinmico para un mejor seguimiento de la carga actual reflejando la transitoria al instante para analizar defectos en los componentes de las placas con facilidad.

- Muestra la frecuencia de telfonos mviles sobre el terreno (RF) y de radiofrecuencia que permiten disponer del indicador tcnico de RF y sus datos de referencia para diagnosticar las potencias de transmisin de los telfonos.

- Intensidad Ajustable entre 0 ~ 2A para utilizar la misma fuente como un cargador rpido sin perjuicios para bateras de todos los tipos (incluidas las de ltima generacin como las bateras de litio).

- Alta eficiencia, proteccin del medio ambiente y diseo sper silencioso.6.3 Graficar la curva caracterstica del diodo Zener utilizado en la prctica, e indicar sus parmetros tcnicos ms importantes. Hacer uso de la hoja de datos tcnica. Detallar una aplicacin prctica.

1N5240B ParametersProduct status

Full production

Package type

DO-35

Leads

2

Packing method

BULK

Pricing*

$0.0413

Category

Discrete Semiconductor Products

Family

Diodes - Zener - Single

Tolerance

5%

Operating Temperature

-65C ~ 200C

Mounting Type

Through Hole, Axial

Package / Case

DO-35, DO-204AH, Axial

Voltage - Forward (Vf) (Max) @ If

1.2V @ 200mA

Current - Reverse Leakage @ Vr

3A @ 8V

Voltage - Zener (Nom) (Vz)

10V

Power - Max

500mW

Impedance (Max) (Zzt)

17 Ohm

Aplicaciones del diodo Zenner

El diodo Zenner se emplea en varios circuitos integrados de logica TTL. Por ejemplo los tipos ALS y

AS permiten que los tiempos de conmutacin entre los transistores sean mucho menores puesto que son

ms superficiales y de menor tamao por lo que se da una mejora en la relacin velocidad/potencia. El

tipo ALS permite mayor potencia y menor velocidad que la LS, mientras que las AL presentan el doble

de velocidad que los Zenner TTL con la misma potencia.

CIRCUITO DE REGULACION DE VOLTAJE

CIRCUITO DE ALTA CORRIENTE

CIRCUITO DE PROTECCION

CIRCUITO DE RETIFICACION Y FILTRAJE

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