Título: Práctica 1 – El diodo semiconductor, principio de funcionamiento

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1. Resumen

La comprensión del principio de funcionamiento del diodo semiconductor es el primero y más importante paso para quienes comienzan el estudio de la Electrónica Analógica. Es por esta razón que en la presente práctica de laboratorio se proponen circuitos eléctricos mediante los cuales se puede obtener la curva característica tensión vs corriente de un diodo semiconductor de silicio. El análisis del dispositivo se completa contrastando los valores medidos, con los datos que se obtienen al aplicar la ecuación de Shockley para las mismas condiciones planteadas en cada experimento propuesto.

2. Introducción

El diodo semiconductor es un dispositivo electrónico de tres terminales formado por la unión de dos materiales extrínsecos, uno tipo n y otro tipo p. Cuando es sometido a la acción de una fuente de tensión continua, este responderá de acuerdo al nivel de tensión y la polaridad de dicha fuente. Son dos las regiones que se definen bajo estas circunstancias, la región de polarización directa y la región de polarización inversa.

En la primera el diodo presenta un incremento exponencial de la corriente que lo atraviesa, cuando la tensión aplicada a sus terminales es positiva y superior a un nivel denominado tensión umbral o de encendido. Así, el dispositivo permite el paso de la corriente eléctrica, presentando tan solo una caída de tensión igual a la tensión umbral propia del dispositivo.

En la segunda, cuando la tensión aplicada es negativa, la corriente se mantiene en un nivel muy bajo, denominado corriente de saturación inversa. En esta condición el diodo se puede considerar como un circuito abierto, debido a la ausencia de un nivel de corriente apreciable. La corriente inversa del diodo se mantendrá casi constante mientras la fuente no se supere un nivel de tensión conocido como tensión Zener. Cuando la fuente supera este nivel, la corriente inversa se incrementa en forma exponencial, y la tensión en las terminales del diodo se fijará al nivel Zener.

Para verificar todas las características del diodo expuestas hasta aquí, se proponen dos circuitos eléctricos. Ambos conformados por un diodo, una resistencia y una fuente de tensión continua variable.

La diferencia entre los dos circuitos será la polaridad de la tensión aplicada a la combinación en serie de la resistencia y el diodo. De este modo se obtendrán ambas regiones de la curva característica V – I, la de polarización directa y la de polarización inversa (incluyendo la región Zener).

Se medirán tensión y corriente en ambos casos, y se mostrará una gráfica de los valores obtenidos. El diodo que se someterá a prueba es el 1N4148, de silicio y especificado para pequeñas señales de alta velocidad.

Finalmente se calculará la corriente del diodo mediante la ecuación de Shockley, con las características propias del diodo 1N4148 que se encuentran en su hoja de especificaciones; para contrastar los resultados con las mediciones efectuadas en el laboratorio.

3. Objetivos

4. Desarrollo

4.1. Procedimiento 14.2. Procedimiento 2

5. Conclusiones y Recomendaciones

6. Bibliografía

7. Anexos