analoga Diodos

8/19/2019 analoga Diodos

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Diodo de unión frente a

señales de A.C.Ing. Jhon Jairo Ramírez Echeverry

Departamento de Ingeniería Eléctrica yElectrónicaUniversidad Nacional de Colomia

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Contenidos de lapresentación

!. "esistencia din#mica del diodo$. %iempo de recuperación en inverso

&. Capacitancias de transición y difusión

'. Aplicaciones del diodo en A.C. y en A.C.(

D.C.)a* "ecti+cadores* "ecortadoresc* ,u-etadores o +-adores camiadores de

nivel*

d* /ultiplicadores de volta-e

2


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Con una entrada sinusoidal el punto de traa-o 0

del diodo se mover# 1acia arria y 1acia aa-o enalguna región de la curva característica2de+niendo variaciones de corriente y tensión.

"esistencia din#mica deldiodo

VD

D1

DIODE

vd(t)

+

-

R

vD(t)

3


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3a pendiente de la recta tangente a lacurva característica 4ue pasa por el puntode traa-o 0 corresponde a la resistenciadin#mica del diodo en la región de traa-o.

D

Dd

i

vr

∆

∆=Punto Q Di∆

Dv∆


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E-emplo)

Determine la resistencia din#mica del diodo paracada región de traa-o mostrada en la gr#+ca.

iD

0.1 0.3 0.5 0.7 0.9

Región 2

Región 1

vD

5

10

15

20

25

30

(mA)

(V)

Ω=−

−= 28.24

310

27.044.0

mAmA

vvr d

Región 1:

Ω=−

−= 5

2533

6.064.0

mAmA

vvr d

Región 2:


5


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3a resistencia r d se puede 1allar por medio

de la derivada de la curva característica deldiodo evaluada en el punto de traa-o 0.

VD

D1DIODE

vd(t)

+

-

R

vD(t)


6


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−= 1)( T

D

V

v

s

D

D

D

e I dvd i

dvd

T

d D

T

D

V

vV

s

T

V

v

s

T D

De I

V e I

V dv

di +

== 11

mV q

T k V T 26

*≈=

d D

D

r dv

di 1=

D

d I

mV r

26=

r d pe4ueña señal*

es) inverso de laderivada de lacorriente del diodocon respecto a la

tensión del diodo2evaluada en elpunto de operaciónen D.C. punto por el

4ue pasa la rectatangente a la curvacaracterística*.

Consulta: Sedra**


7

∑∞

=

=++++=0

32

!...

!3!2!11

n

n x

n

x x x xe

)(1

D

T I i D

D I

V dv

di

D D

=

=

y


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5ara el circuito suponga 6D 7 !8 62 " 7 !89Ω y vd 7 ! 6p a :8 ;D>7 8.? 6

rd 7 $?.=@ Ω

vd(pico 7 $.? m6


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%iempo trr* 4ue tarda el diodo en pasar del estadode conducción al estado de N> conducción.

,e da por la presencia de portadores minoritarios2en los sustratos2 4ue originalmente estaan

generando la corriente en directo2 pero 4ue ante elcamio de la polaridad de la fuente tendr#n 4ueregresar a la posición de portadores mayoritarios2generando así una corriente en inverso durante t s.

,uma de los tiempos de almacenamiento ts* ytransición tt*.

%iempo de recuperaciónen inverso

9


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t rr est# en

órdenes de ns2µs. E-) en el!N'88' son $ µs

%iempo de recuperaciónen inverso

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Capacitancias detransición y difusión

En la región de polari


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Aplicaciones del diodo enA.C.

"ecti+cadores

Circuitos 4ue convierten una señal de tensiónalterna A.C.* en tensión directa D.C.*

"ecti+cadores de media ondaD1

DIODE

R1

12


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"ecti+cadores de media onda

vout

vin

D1

DIODE

R1vin

Vout

Bunción de transferencia

Dr R

Rm

+=

1

1

Vout

vind v


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"ecti+cadores de media onda

E-ercicio)Determine la señal de tensión 4ue se veen el diodo y en la resistencia diodo idealy por aproimación a fuente de tensión*.

Diu-e la función de transferencia voutvinD1

R1

vout

vin


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!@

>perador promedio en el tiempo)

Una señal periódica es a4uella 4ue)

>perador promedio de una señalperiódica)


15


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!:

Valor D.C.) 6alor promedio en el tiempo deuna señal

Valor R.M.S.) "oot /ean ,4uare*

6alor dado en corriente constante 4ue produce

una cantidad de calor2 4ue se disipa en unaresistencia pura2 igual a la 4ue produciría lacorriente variale a la 4ue se le est# 1allandoel valor e+ca


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!?

Ejercicio: ;alle el volta-e D.C. delrecti+cador de media onda cuandoasumió el diodo ideal.

Solución:

p

p

C D V V

V *318.0.. ==π


17

A


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"ecti+cadores de onda completa

R1 +

-Vout

Bunción de transferencia

11

1≅

+=

d r R

Rm

Vout

vin

d v

d v−

1−≅m

Ap cac ones e o o enA.C.

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Ejercicio: ;alle el volta-e D.C. delrecti+cador de onda completa cuando asumióel diodo ideal en el puente de diodos.

Solución:

p

p

C D V V

V *636.0*2.. ==π


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"ecti+cadores de onda completa

R1

+

-

Vout

D1

DIODE

D2

DIODE

R2

R3

+

-

Vout

R

Aplicaciones del diodo en

A.C.

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"ecordación sore el

transformador

21

%omada de) 1ttp)player.slideplayer.es@!@!'dataimagesimg$.-pg


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"ecti+cadores de onda completaEjercicio: Asuma vi7!8 6p en una señalsinusoidal y el " 7 $9Ω. ;alle vout

R1

+

-

Vout

D1

DIODE

D2

DIODE

R2

R3

Aplicaciones del diodo en

A.C.

22


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Fuente de tensión de D.C.

Transformador:

Filtro con capacitor: 3ectura Sedra (Cap. !Sección ." Ed. "#$. "esponder)

1

2se

N

N vv primarioundario = primarioundario P P =se


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Fuente de tensión de D.C.!.0ué es el volta-e de "i


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Recortadores

Circuitos 4ue N> permiten pasar una partede la señal alterna de entrada2 sindistorsionar la parte restante de la formade onda.

3os 1ay en serie y en paralelo.


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"ecortadores en serie

E-emplo)

D1

R1

vout

vin

A M F M

+

-


26


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"ecortadores en serie

E-emplo)vin 7 % p&sin ('t$ % (C 7 %

D1

R1

vout

vin

BAT1


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"ecortadores en serieE-ercicio) vin 7 )*&sin ('t$ % (C 7 " % D1

R1

vout

vin

BAT1


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Recortadores en serieEjercicio: Analice el mismo circuitoanterior asumiendo como señal deentrada) 6DC7@6*

20V

10V

Vi(t)

t

2

T

T

Vout(t)

25V

t

2

T

T

D1

R1

vout

vin

BAT1


29


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Recortadores en paralelo3a señal de salida se mide en el la


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Recortadores

Ejercicios: %+ % p de v i(t$D1

R1

vout

vi(t)

V D1

R1

vout

vi(t)

V

D1

R1

vout

vi(t)

VD2

R2

R2(1)

vi(t)

V


31


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Recortadores

Ejercicios: %+ % p de v i(t$D1

R1 vout

vi(t)

V

D1

R1 vout

vi(t)

V

D1

R1 vout

vi(t)

V

D1

R1 vout

vi(t)

V

D1

R1 vout

vi(t)

V2

D2DIODE

V1

H6!H H

6$H


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Cambiadores de nivel sujetadores o!jadores

Circuitos 4ue lleva una señal a un nivel de D.C.diferente.

Usa condensadores y los valores de C y Rdeen elegirse de manera 4ue , 7"JC seamuc1o m#s grande 4ue el intervalo de tiempodurante el cual el diodo N> est# en

conducción2 de manera 4ue el condensadorN> alcance a descargarse.

3a carga de C se 1ace en respuesta for


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"ujetadores

Ejemplo:

R1

voutvi(t)

D2

C1

A M F M

+

-

V

V

Vi(t)

t

2

T

T

Vout(t)

V

t

2T

T

2V


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Cambiadores de nivel sujetadores o!jadores

3a ecursión m#ima de tensión a la salida esigual a la ecursión m#ima de la entrada.

,e sugiere iniciar el an#lisis en el ciclo en el4ue el diodo conduce.

5ara señales de entrada sinusoidales2

inicialmente se 1ace el an#lisis frente a unaseñal cuadrada y luego se rediu-a la señalde salida con una envolvente para descriirla respuesta sinusoidal.


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"ujetadores

Ejercicio: -/01z

100K

voutvi(t)

A M F M

+

-

?

5V

1uF

Vi(t)

10V

20V

t2

T T

Vout(t)35V

5V

t2

T T

Compruee 4ue elcondensador N> sedescarga. C#lculos*


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"ujetadores

Ejercicios: Asuma una señal de entrada cuadradacon volta-e 2v y 3v donde v / + v

R

vout

vi(t)

C

R

vout

vi(t)

C

V1

R

vout

vi(t)

C

V1

R

vout

vi(t)

C

V1

R

vout

vi(t)

C

V1


37

li i d l di d


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#ultiplicadores de voltaje

Circuitos 4ue mantienen el volta-e pico deun transformador2 relativamente a-o2 en

un mKltiplo $2 &2 '2 ...* a la salida.


38

li i d l di d


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Doblador de voltaje de media onda

Doblador de voltaje de onda completa

vout

vm D1

C1 D2

C2

D1

D2

TR1

C1

C3

Vout


39

A li i d l di d


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#ultiplicador de voltaje


40


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