Unidad 5: “DIODOS Y TIRISTORES”

Introducción a los diodos semiconductores El diodo ideal El “diodo ideal” es un dispositivo de dos terminales: + ID VD VD + +  ID ID  + ÁNODO ID CÁTODO Símbolo del diodo ideal Característica del diodo ideal FÍSICAMENTE ÁNODO CÁTODO

La “polarización directa” se obtiene cuando se aplica un voltaje más positivo al “ánodo” que al “cátodo”, mientras que la “polarización inversa” es cuando se aplica un voltaje más negativo al “ánodo” que al “cátodo”: + A C + A C Polarización inversa Polarización directa VA<VC VA>VC

En un diodo real, la gráfica de la curva que resulta entre el valor del voltaje aplicado y la corriente que circula ante dicho voltaje (ID vs VD), resulta una curva conocida como “característica del diodo”. VD ID ideal REAL Zona de Polarización Directa VZ IS Zona de Polarización Inversa

Un diodo se puede aproximar por una fuente de tensión continua VD (VD  0,7V para diodos de Si y VD  0,3V para diodos de Ge) cuando está polarizado directamente, y por un cortocircuito cuando está polarizado inversamente. + E VD VR R + E VD VR R E + VD R + E R

Rectificadores de media onda y onda completa Rectificación de media onda Sea un circuito con un diodo ideal y una resistencia, excitado con una señal sinusoidal (de magnitud Vm varias veces superior a VD): +Vm R IR R + +Vm -Vm -Vm R IR=0 IR

El circuito presentado se conoce como “rectificador de media onda”. Rectificación de media onda Si el voltaje de entrada es sinusoidal, el voltaje de salida (tensión sobre la resistencia) tendrá la forma de una “media onda”: +Vm -Vm Ve R IR + Ve Vs +Vm Vs El circuito presentado se conoce como “rectificador de media onda”.

Rectificación de onda completa Aunque la onda resultante de un rectificador de media onda es continua (no cambia de signo), dista mucho de ser un valor constante, como interesa tener en un circuito eléctrico de CC. Una forma de mejorar la “calidad” de la onda continua resultante es a través del “rectificador de onda completa”: R + Vs Vm-2VD Vs +Vm -Vm Ve Ve

Rectificación de onda completa Una alternativa al circuito anterior sería: +Vm -Vm Ve R Vm-VD Vs

Rectificación de onda completa Una fuente de tensión doble (con salidas negativa y positiva respecto del punto medio del transformador) podría ser: + R

Rectificación de onda completa Una fuente de tensión doble (con salidas negativa y positiva respecto del punto medio del transformador) podría ser: GND + R + R

Rectificación de onda completa Al utilizar diodos “reales”, la caída de voltaje debida a los mismos hace que la salida del circuito rectificador sea (para un puente rectificador con 4 diodos): Vs t SEÑAL PREVIA AL RECTIFICADO Ve t +Vm-2VD +Vm -Vm 2VD VD -VD SEÑAL RECTIFICADA -2VD

Filtrado El “suavizamiento” de la señal que sale del circuito rectifica-dor se conoce como “filtrado”. Esto puede lograrse colocando un capacitor a la salida del rectificador. +Vm -Vm SALIDA TRAFO CIRCUITO RECTIFICADOR SIN FILTRO +Vm SALIDA RECTIF. SIN FILTRO +Vm -Vm SALIDA TRAFO C CIRCUITO RECTIFICADOR CON FILTRO SALIDA RECTIF. CON FILTRO +Vm

Filtrado Cuando se conecta una carga al circuito, la condición cambia. Para comprender lo que sucede con el circuito puede colocarse una resistencia, RC , como carga del sistema: SALIDA RECTIF. CON FILTRO VRc t RIZADO O “RIPPLE” C CIRCUITO RECTIFICADOR RC La tensión sobre la carga no es constante sino que varía con el tiempo, lo que se conoce como “rizado” o “ripple”.

Filtrado El rizado puede pensarse como formado por la suma de un voltaje de CC y una pequeña señal de CA. Así, se define lo que se conoce como “factor de ripple”, FR, como: Vsalida t VCC Vpr

FIN