Modelos del Diodo

MODELO REAL DEL DIODO (a) Símbolo del circuito Ánodo Cátodo (a) Símbolo del circuito Región de ruptura inversa Región de polarización inversa Región de polarización directa (b) Curva característica tensión-corriente

MODELO REAL DEL DIODO VT, es el potencial térmico del diodo y es función de la constante de Boltzmann (K), la carga del electrón (q) y la temperatura absoluta del diodo T(K).

“Codo” 0,6 V Curva característica de tensión-corriente para un diodo típico de silicio de pequeña señal a una temperatura de 3000 K. Tenga en cuenta los cambios de escala.

Análisis de la línea de carga

Análisis de la línea de carga Punto B Curva característica del diodo Punto de trabajo Línea de carga Punto A El intercepto x del “load line” es el voltaje de circuito abierto y el intercepto y es la corriente de corto circuito. El quiescent point or Q-point (punto de operación DC) es la intersección de la característica I-V del diodo con el load line.

Aproximaciones o modelos del diodo 1ª aproximación: diodo ideal En el modelo del diodo ideal se equipara éste a un cortocircuito o a un circuito abierto, según cómo esté conectado.

Análisis usando el modelo ideal Hacer una suposición razonable del estado de cada diodo Redibujar el circuito sustituyendo los diodos en conducción por cortocircuitos y los diodos en corte por un circuito abierto. Mediante el análisis de circuitos determinar la corriente en cada diodo en conducción y el voltaje en cada diodo abierto.

Análisis usando el modelo ideal (2) ● Comprobar las suposiciones hechas para cada diodo. Si hay contradicción – una corriente negativa en un diodo en conducción, un voltaje positivo en un diodo en corte – en cualquier lugar del circuito, entonces regresar al primer paso con una suposición mejorada. ● Cuando no hay contradicciones, las corrientes y valores en el circuito se aproximan bastante a las verdaderas.

Ejemplo método de estados asumidos

Aproximación lineal (2ª) Se considera que el diodo conduce sin resistencia por encima de la tensión umbral, y no conduce por debajo de la misma. Esto equivale a considerar un diodo como un interruptor o un diodo ideal en serie con una fuente de voltaje DC. VU= 0.3 V para el diodo de Ge VU= 0.7 V para el de Si. I V U V R=1k I V0 = 6V R=1k V0 = 6V I VU=0.7 V

Aproximación lineal (3ª) La 3ª aproximación es un diodo ideal con una resistencia en serie y una fuente de tensión. V = Vu + IRd Rd = V/I DI DV Se elimina el símbolo delta, y designa a los cambios de corriente y tensión, a partir de los valores del punto Q, como vd y id. Por tanto, para esas pequeñas señales de alterna, se escribe la ecuacion 4 0,2 0,4 0,6 Vu 0,8

Modelo del diodo para pequeña señal (con fuente de dc y ac) Dos modelos: – De gran señal (CD) – De pequeña señal (AC) • Modelo de gran señal: – En un punto de operación específico ⇒ punto de operación Q • Modelo de pequeña señal – Pequeña variación alrededor de un punto de operación – Considera sólo el efecto de fuentes de CA • Aplicaciones de modelo de pequeña señal – Análisis de CA, respuesta de frecuencia

Tres modelos de diodo Diodo ideal (1ª aproximación) VD Diodo ideal (1ª aproximación) VU ID VD Modelo simplificado (2ª aproximación) ID VD RD VU Modelo lineal (3ª aproximación)

(a) Diagrama del circuito (b) Tensión de la fuente Diodo ideal 0,7 V Vmsen ( t) Diodo real (a) Diagrama del circuito (b) Tensión de la fuente en función del tiempo (c) Tensión de la carga en función del tiempo Figura 3.11. Rectificador de media onda con carga resistiva.

Figura 3.23. Puertas lógicas con diodos. (a) Puerta OR (b) Puerta AND Figura 3.23. Puertas lógicas con diodos.

Figura 3.31. Curva característica del diodo, mostrando el punto Q.

Figura 3.32. Corrientes de los diodos.