Diodos y transistores AGOSTO 2015 Unidad 1

Representación del Diodo

Curva Característica

Diodo Ideal Teóricamente, un diodo se comporta como un conductor perfecto (resistencia cero) cuando está polarizado en directa y como un aislante perfecto (resistencia infinita) cuando está polarizado en inversa.

2ª Aproximación Se contemplan las fuentes de energía internas y las barreras de potencial, pero no las resistencias ni las fugas de corriente.

3ª Aproximación Se contemplan las fuentes de energía internas, las barreras de potencial y las resistencias internas, pero no las fugas de corriente.

Polarización directa

Encapsulados típicos en diodos

Ejercicio 1 Calcular ID y VD para el siguiente circuito en 1º, 2º y 3º aproximación (RD = 10Ω). Hacer el cálculo para VS igual a 3V, 0.3V y -4V.

Recta de Carga La recta de carga es la representación gráfica de todos los puntos de trabajo de un circuito. El punto de trabajo, conocido como punto Q, representa una solución simultanea para la recta y la curva; en otras palabras, el punto Q es el único punto de la gráfica que funciona tanto para el diodo como para el circuito.

Ejemplo 2 Calcular el punto de trabajo para el siguiente circuito. Calcular los límites de la recta de carga.

Rectificación y filtrado

Rectificación de media onda 𝑉 𝐴𝑉𝐺 = 0 2𝜋 𝑣 𝑖 2𝜋 𝑑𝑡= 𝑉 𝑝 𝜋

Efecto de la barrera de potencial en un rectificador de media onda

Ejercicio (tarea 1 de septiembre). Dibujar las salidas de voltaje de cada uno de los rectificadores mostrados y calcular el voltaje promedio que se obtiene a la salida, en ambos casos, calcular el % de la señal que representa el voltaje promedio respecto a Vp (verificar VD en hoja de datos del componente).

Acoplamiento por transformador

Rectificación de onda completa 𝑉 𝐴𝑉𝐺 = 2 𝑉 𝑃 𝜋 Calcular el % que representa VAVG, respecto a Vp

Rectificador de onda completa con derivación central

Rectificador de onda completa con derivación central

Rectificación de onda completa por puente de diodos EJEMPLOS DE SIMULACIÓN

Filtraje

Filtraje en rectificador de media onda

Factor de Ripple

Factor de Ripple 𝑟= 𝑉 𝑟(𝑃𝑃) 𝑉 𝐷𝐶 𝑉 𝑟(𝑃𝑃) ≅ 1 𝑓 𝑅 𝐿 𝐶 𝑉 𝑃 𝑟𝑒𝑐𝑡 𝑉 𝐷𝐶 ≅ 1− 1 2𝑓 𝑅 𝐿 𝐶 𝑉 𝑃 𝑟𝑒𝑐𝑡

Ejercicio. Determinar el factor de ripple para el Sistema de rectificación y filtraje mostrado

Limitadores, Sujetadores y multiplicadores de voltaje

Limitadores polarizados

Limitadores polarizados

Ejercicio. Determinar la señal de salida

Aplicaciones

Sujetadores

Multiplicadores. Doblador

Doblador de voltaje

Voltage Tripler

Diodo Zener Este diodo puede trabajar en la zona de ruptura, no se destruye como un diodo normal. Si a un diodo Zener se le aplica una corriente eléctrica de ánodo a cátodo se comporta como como un diodo normal. Si se le suministra una corriente inversa, el diodo sólo dejará pasar un voltaje dado (dependiendo de las especificaciones del Zener).

Diodo Zener En polarización directa se comporta como un diodo normal; se analiza solo la polarización inversa (en 3ª aproximación): En polarización inversa:

Ejercicio Calcular IZ y VZ para el siguiente circuito. Hacer el cálculo para VS igual a 3V, 1V y -4V.