Diodo como elemento de circuito Aplicar en circuitos básicos: recortadores rectificadores reguladores Aplicar en circuitos básicos: recortadores rectificadores reguladores Objetivos Analizar el uso de modelos lineales aproximados Estudiar el comportamiento del diodo como elemento de circuito no lineal

P (N A ) N (N D ) Región tipo PRegión tipo N Región neutra tipo P Región neutra tipo NRegión de carga espacial Ánodo Cátodo Si se colocan los terminales de ánodo (región P) y cátodo (región N) se forma un dispositivo electrónico denominado diodo de unión PN. PN Ánodo Cátodo A K Estructura básica de un diodo de unión PN IDID

La juntura PN se cubre con una envoltura plástica o metálica denominada encapsulado. Cátodo El cátodo K y el ánodo A se indican en el encapsulado. Normalmente el K se marca con una banda. Se debe consultar la hoja de datos. Encapsulado SOT: encapsulado de tres terminales en el cual hay uno o dos diodos.

Encapsulados para diodos de potencia

SOD y SMA: encapsulado para montaje superficial. La banda indica el K. SOT Encapsulados para diodos de montaje superficialmontaje superficial

IDID VDVD Característica corriente-tensión diodo ideal Ecuación de Shockley

IDID VDVD Característica corriente-tensión diodo real Ecuación de Shockley modificada  : factor de idealidad, varía entre 1 y 2 Ecuación válida hasta la región de ruptura

¿Cómo informa el fabricante? Utiliza la hoja de datos. En la hoja de datos encontramos la información necesaria para operar al dispositivo sin exceder sus límites de funcionamiento. Parámetros y límites de operación de los dispositivos Tipos de encapsulado Pines o terminales de salida (pinout) Aplicaciones Métodos de prueba Ejemplos

Tipo de encapsulado Valores límites de funcionamiento Familia de diodos Disipación de potencia Características eléctricas

Las hojas de datos de diodos dan las gráficas para polarización directa y polarización inversa en función de la temperatura Polarización directa AK +- Polarización inversa AK +- La tensión directa disminuye al aumentar la temperatura La corriente inversa aumenta al aumentar la temperatura

Diodo como elemento de circuito ID VR VD Ecuación de la malla: una ecuación con dos incógnitas, la ecuación que falta para obtener la solución corresponde a la característica del diodo (1) V CC = V D + I D R Si de (1) despejamos I D obtenemos: Ecuación de una recta en el plano I D -V D Recta de carga estática

Para trazar la recta de carga estática sólo se necesitan dos puntos: El método gráfico permite analizar circuitos con elementos no lineales Q V DQ I DQ V CC V CC /R Q (I DQ, V DQ ): punto de reposo estático

Para variar el punto Q podemos modificar el valor de V CC o de la carga R. Q Q1Q1 V CC V CC1 R2 R1R1 - Si varía V CC la recta de carga se mueve en forma paralela - Si varía R cambia la pendiente de la recta de carga estática

Modelo de diodo ideal Modelo aproximado lineal, permite rápidamente analizar circuitos con diodos. Considera el comportamiento del diodo como una llave ideal. AK AK Característica I D -V D diodo ideal IDID VDVD Polarización inversa, V D < 0 VPolarización directa, V D > 0 V polarización directa: V D  0 V  llave cerrada polarización inversa: V D < 0 V  llave abierta

Modelo lineal por tramos I D [mA] V D [V] Característica diodo lineal por tramos V  = 0.7 V AK Polarización directa con V D  V  VV R V CC Diodo Polarización inversa con V D < V  I D [mA] I D [nA] V D [V] Tensión umbral V  V   0.7 V (Si) R V CC Llave abierta

Modelo lineal por tramos I D [mA] I D [nA] V D [V] Tensión umbral V  V   0.7 V (Si) I D [mA] V D [V] Característica diodo lineal por tramos con R D V  = 0.7 V AK Polarización directa con V D  V  Diodo Polarización inversa con V D < V  I D R D VV R V CC RDRD R Llave abierta