1.-Informe de c. Electronicos i

“

“CARACTERISTICAS DEL DIODO”

“UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA”

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS FISICAS Y FORMALES

PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA, MECANICA ELECTRICA Y MECATRONICA

TÍTULO :

1ra Practica : Caracteristicas del Diodo

INTEGRANTES:

Cyran Perez Jonathan → G:6 Rivas Quispe Saulo → G:6 Leon Chañi Erick→ G:7

Medina Rodriguez Yobany→ G:7

CURSO:

CIRCUITOS ELECTRONICOS I (Laboratório)

DOCENTE :

Ing. Collado Oporto Cristian

AREQUIPA – PERU

2013

Laboratorio de Circuitos Electrónicos I UCSM

OBJETIVOS: Obtener las características de u diodo de silicio y germanio. Analizar las Características técnicas de un diodo.

MARCO TEORICO:DIODO IDEAL:El diodo ideal es un dispositivo de dos terminales que tiene el símbolo y las características siguientes:

Proporciona una base comparativa respecto de las características de un dispositivo real. En forma ideal un diodo conducirá corriente en la dirección definida por la flecha en el símbolo, se comporta como un circuito cerrado para la región de conducción, y actuara como un circuito abierto al intentar establecer corriente en dirección opuesta. Para el diodo ideal:

DIODO SEMICONDUCTOR:

Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica Página 2

Rdirecto=0Ω(corto circuito)

http://2.bp.blogspot.com/-DDXeN_4OIjI/T7We0CKI_ZI/AAAAAAAAAAg/SjCyL8tXK-U/s1600/Diodos-05.jpg


Se forma uniendo material tipo p y material tipo n construidos a partir del mismo material base Ge o Si.Los e- y los huecos en la región de conducción se combinaran, dando como resultado una carencia de portadores en la región cercana a la unión. Esta región de iones positivos y negativos recibe el nombre de región de agotamiento por ausencia de portadores en la misma.

La aplicación de un Voltaje implica tres posibilidades:

No hay polarización (Vd = 0V) Polarización Directa (Vd > 0V)Polarización Inversa (Vd < 0V)

SIN POLARIZACION:Los portadores minoritarios (huecos) en el material tipo n que se encuentra dentro de la región de agotamiento pasaran directamente al material tipo p. Supondremos que todos los portadores minoritarios del material tipo n que se encuentran en la región de agotamiento debido a su movimiento aleatorio pasaran directamente al material tipo p. Los portadores mayoritarios (electrones) en el material tipo n deben superar las fuerzas de atracción de la capa de iones positivos en el material tipo n, así como la capa de iones en el material tipo p , para emigrar hacia el área más allá de la región de agotamiento del material tipo p. Sin embargo el número de portadores mayoritarios es tan grande en el material tipo n que invariablemente habrá un pequeño número de portadores mayoritarios con suficiente energía cinética para pasar a través de la región de agotamiento y llegar al material tipo p .En ausencia de un voltaje de polarización aplicado el flujo neto de carga en cualquier dirección para un diodo semiconductor es cero.

CONDICION DE POLARIZACION INVERSA:



Al aplicar un potencial externo y con la terminal positiva conectado al material tipo n y la terminal negativa conectado al material tipo p, el número de iones positivos en la región de agotamiento del material tipo n, aumentara debido al mayor número de iones libres arrastrados hacia el potencial positivo. El número de iones negativos se incrementara en el material tipo p. El efecto es un ensanchamiento de la región de agotamiento que establece una barrera demasiado grande para que los portadores mayoritarios puedan superar reduciendo el flujo de los mismos.

CONDICION DE POLARIZACION DIRECTA:O también llamado condición de encendido se establece aplicando el potencial positivo al material tipo p y el potencial negativo al material tipo n.El Vd presionara a los electrones en el material tipo n y alos huecos en el material tipo p para recombinar con los iones cerca de la frontera y reducir el ancho de la región de agotamiento.El flujo resultante de portadores minoritarios de los electrones del material tipo p hacia el material tipo n no cambia de magnitud (el nivel de conducción se controla por el aumento limitado de impurezas en el material); la reducción en el ancho de la región de agotamiento resulta en un denso flujo de portadores mayoritarios a través de la unión: al aumentar el valor de la polarización, la región de agotamiento disminuirá su ancho hasta producir un desbordamiento de electrones , resultando en un incremento exponencial en la corriente. El voltaje a través de un diodo polarizado directamente será

Las características de un Diodo de Germanio o de Silicio tienen la forma general mostrada en la figura Nro. 1 .Note el cambio en la escala para ambos en la columna


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/ba/Diodo_pn-_Polarizaci%C3%B3n_inversa.png

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3a/Diodo_pn-_Polarizaci%C3%B3n_directa.PNG


vertical y horizontal. En la región de polarización inversa la corriente de saturación inversa es justamente constante de 0V al potencial Zener. En la región de polarización directa la corriente crece realmente rápidamente cuando se incrementa un poco el voltaje en el diodo. Note que la curva es subiendo casi verticalmente aun voltaje de polarización directa de menos de 1V.

La corriente del Diodo en polarización directa se limitara solamente por la red en que el diodo es conectado o la máxima corriente o por el valor de potencia del diodo.

CARACTERISTICAS DE DIODO DE GERMANIO Y SILICIO:La Resistencia de Corriente Continua o Estática de un diodo en un punto de la curva característica está determinada por la proporción del voltaje del diodo en ese punto, dividido por la corriente del diodo. Esta es:

RDiodo=V Diodo

IDiodo

La Resistencia de Corriente Alterna o Dinámica aun particular voltaje y corriente del diodo puede ser determinada usando una línea tangente dibujada como esta en la figura Nro. 1 .El resultado del voltaje (∆V ) y corriente (∆ I ) de desviación puede ser determinado siguiendo la ecuación aplicada:

RDiodo=∆V∆I

EQUIPO Y MATERIALES: Fuente: DC, DMM Resistores: 1

4W :1 kΩ,1 MΩ

Diodos: Silicio 1N002 y 1N4148 , Germanio 1N60

PROCEDIMIENTO:PARTE 1: Prueba del Diodo

Escala de prueba de Diodos del DMMUsar la escala de prueba de diodo en el DMM y determinar la condición de cada Diodo.



Tabla 1

Escala de Resistencias del DMMUsar la escala de prueba de diodo en el DMM y determinar la condición de cada Diodo.

Tabla 2

PARTE 2: Características del Diodo en polarización Directa Construya el Circuito de la figura y registre el valor medido del resistor.

SIMULACION EN MULTISIM: (en este caso los diodos están polarización DIRECTA)


V

R

1kΩ

D

TEST Si: 1N4004 Si: 1N4007 Ge: 1N4748DIRECTO 642 675 332INVERSO Fuera de Rango Fuera de Rango Fuera de Rango

TEST Si: 1N4004 Si: 1N4007 Ge: 1N4748DIRECTO 1848Ω 1469Ω 1428 ΩINVERSO Fuera de Rango Fuera de Rango Fuera de Rango


Incremente el voltaje de la fuente hasta que V R=0.1VMida el V D y calcule ID. Anote en la tabla 3,4 y 5 según el tipo de Diodo.Obtener datos suficientes para dibujar las curvas características del Diodo de Silicio y Germanio.

DIODO Si:1N4004V R (V) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9V D (V) 0.562 0.661 0.823 0.924 1.044 1.498 1.243 1.359 1.444

ID=V R /Rmedido (mA) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9



V R (V) 1 2 3 4 5 6 7 8 9V D (V) 0.587 0.621 0.641 0.654 0.665 0.674 0.681 0.688 0.693

ID=V R /Rmedido (mA) 1 2 3 4 5 6 7 8 9

DIODO Si:1N4007V R (V) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9V D (V) 0.490 0.522 0.543 0.555 0.567 0.585 0.592 0.597 0.602

ID=V R /Rmedido (mA) 0.1033 0.2066 0.3099 0.4132 0.5165 0.6195 0.7231 0.8264 0.9298

V R (V) 1 2 3 4 5 6 7 8 9V D (V) 0.612 0.619 0.625 0.629 0.633 0.657 0.668 0.689 0.697

ID=V R /Rmedido (mA) 1.0331 2.0661 3.0991 4.1322 5.1652 6.1983 7.2314 8.2644 9.2975

DIODO Ge: 1N4748V R (V) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9V D (V) 0.138 0.165 0.174 0.179 0.183 0.184 0.185 0.187 0.188

ID=V R /Rmedido (mA) 0.1033 0.2066 0.3099 0.4132 0.5165 0.6195 0.7231 0.8264 0.9298

V R (V) 1 2 3 4 5 6 7 8 9V D (V) 0.191 0.1993 0.2041 0.2081 0.2121 0.2131 0.2151 0.2171 0.2191

ID=V R /Rmedido (mA) 1.0331 2.0661 3.0991 4.1322 5.1652 6.1983 7.2314 8.2644 9.2975



PARTE 3: Polarización Inversa Construya el Circuito de la figura y registre el valor medido del resistor.

20 V

R

1MΩ

D

Mida el Voltaje V R calcule la corriente de saturación inversa con la ecuación Rm : Es la resistencia Interna del DMM (10 MΩ)Rmedido: Es la Resistencia medida con el multímetro que da


NOTA: Para hallar Resistencias en paralelo Utilizamos:

Rmedido∨¿ Rm=( 1Rmedido

+ 1Rm )

−1

FORMULA:

ID=V R

Rmedido∨¿Rm

Rmedido=0.986 M Ω=0.986∗106 Ω


1N4002 1N4148 1N60Rm 10∗106Ω 10∗106Ω 10∗106ΩV R 2.794 V 1.439 V 3.22 V MEDIDOID 3.1131 μA 1.5978 μA 3.5877 μA CALCULADO

SIMULACION EN MULTISIM: (en este caso los diodos están polarización INVERSA)



OPERACIONES QUE USAMOS:

PARA EL DIODO 1N4002:

ID=V R

( 1Rmedido

+ 1Rm )

−1

ID=2.794

( 10.986∗106 +

110∗106 )

−1

ID=3.1131∗10−6 A=3.1131 μA

PARA EL DIODO 1N4148:

ID=V R

( 1Rmedido

+ 1Rm )

−1

ID=1.439

( 10.986∗106 +

110∗106 )

−1

ID=1.5978∗10−6 A=1.5978 μA

PARA EL DIODO 1N60:

ID=V R

( 1Rmedido

+ 1Rm )

−1



ID=3.22

( 10.986∗106 +

110∗106 )

−1

ID=3.5877∗10−6 A=3.5877 μA

Determine los niveles de Resistencia DC para los Diodos usados en la Ecuación.

RDC=V−V R

ID

RDC (Si1 N 4002 )= 20−2.7943.1131∗10−6 =5526966.689Ω=5.527 MΩ

RDC (Si1 N 4148 )= 20−1.4391.5978∗10−6 =11616597.82Ω=11.616 MΩ

RDC (¿1 N 60 )= 20−3.223.5877∗10−6 =4677091.173Ω=4.677 MΩ

PARTE 4: Resistencia DC Usando las curvas características de los Diodos, determine el voltaje de Diodo en los

niveles de Corriente Indicados en la Tabla 6,7 y 8.

DIODO: Si 1N4002ID (mA ) V D RDC

0.2 0.48224 V 799.1 Ω1 0.50077 V 500.8 Ω5 0.59344 V 118.688 Ω

10 0.70927 V 70.9275 ΩTabla 6



CALCULOS:

UTILIZAMOS INTERPOLACION LINEAL SIMPLE PARA HALLAR EL V D:

V D=ID−I1

I 2−I 1∗(V 2−V 1 )+V 1=¿ En esta ecuacionse reemplazan los valos sgtes para los 3CUADROS

Estos valores agarramos de la TABLA 3 o del gráfico:

PARA ID=0.2mA

V D=?ID=0.2mAI 1=0.1033mAI 2=9.2975mAV 1=0.48VV 2=0.693V

¿>Reemplazamos y nosda :V D=0.48224V



*Para Obtener la Resistencia R:

R=VI

R=0.148221V0.2mA

R=799.105Ω

PARA ID=1mA

V D=?ID=1mAI 1=0.1033mAI 2=9.2975mAV 1=0.48VV 2=0.693V



R=VI

R=0.5008V1mA

R=500.8Ω

PARA ID=5mA




R=VI



R=0.59344V5mA

R=118.688Ω

PARA ID=10mA




R=VI

R=0.70927V10mA

R=70.9275Ω

DIODO: Si 1N4148ID (mA ) V D RDC

0.2 0.49216 V 2460 Ω1 0.50999 V 509.99 Ω



5 0.59918 V 119.836 Ω10 0.71066 V 71.0663 Ω

Tabla 7



CALCULOS HECHOS:PARA ID=0.2mA

V D=?



ID=0.2mAI 1=0.1033mAI 2=9.2975mAV 1=0.49VV 2=0.695V



R=VI

R=0.49216V0.2mA

R=2460Ω

PARA ID=1mA




R=VI

R=0.50999V1mA

R=509.99Ω

PARA ID=5mA

V D=?ID=5mAI 1=0.1033mAI 2=9.2975mAV 1=0.49V



V 2=0.695V¿>Reemplazamos y nosda :V D=0.59918V


R=VI

R=0.59918V5mA

R=119.836Ω

PARA ID=10mA




R=VI

R= 0.7106610∗10−3

R=71.0663Ω

DIODO: Ge 1N60ID (mA ) V D RDC

0.2 0.138853 V 694.265 Ω1 0.14591 V 145.9096 Ω5 0.181193 V 36.2385 Ω

10 0.225296 V 22.52966 ΩTabla 8



CALCULOS HECHOS:PARA ID=0.2mA

V D=?ID=0.2mAI 1=0.1033mAI 2=9.2975mAV 1=0.138VV 2=0.2191V



R=VI

R=0.138853V0.2mA

R=694.265Ω

PARA ID=1mA




R=VI

R=0.14591V1mA

R=145.9096Ω

PARA ID=5mA






R=VI

R=0.18119V5mA

R=36.2385Ω

PARA ID=10mA




R=VI

R=0.22529610∗10−3

R=22.52966Ω

CONCLUCIONES: Los Diodos se pueden dañar o malograr por ejemplo cuando se coloca en

polarización inversa y se proporciona una gran tensión de voltaje llamada tensión de



RUPTURA que ocasiona que el diodo deje pasar la Corriente como si fuera un simple cable de conexión, por lo tanto el diodo estaría dañado.

Los Diodos son buenos rectificadores de corriente, sirven de mucho para que la corriente tome un solo sentido bien positivo o negativo, dependiendo de la posición del circuito.

Los diodos son dispositivos no lineales, estos tienen aplicaciones muy interesantes sin las cuales no conoceríamos la electrónica moderna.

Tiene especial importancia en los circuitos de conmutación ya que estos pueden conducir o no conducir según el voltaje aplicado.

Los diodos también sirven como circuitos limitadores que son parte fundamental de osciladores sostenidos, los diodos Zener actúan como reguladores en los circuitos rectificadores, que a su vez tienen diodos en una configuración llamada puente de diodos que le saca el valor absoluto a la senal sinusoidal de la linea.

BIBLIOGRAFIA: http://es.scribd.com/doc/2514339/FUNCIONES-DE-LOS-DIODOS http://www.asifunciona.com/fisica/af_diodos/af_diodos_6.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo

Schilling Belove: Circuitos Electrónicos, Barcelona 1985, 3ra Edición.Boylestad Nashelsky: Teoría de Circuitos. México 1995, 5ta. Edición.Howard H.Gerrish: Circuitos con Transistores y Semiconductores, México 1990, 9na Edición.


http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo

http://www.asifunciona.com/fisica/af_diodos/af_diodos_6.htm

http://es.scribd.com/doc/2514339/FUNCIONES-DE-LOS-DIODOS

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