Practica 1 Caracteristicas del diodo

Vista previa del material en texto

Practica #1
(Características Del Diodo)
Introducción
La electrónica no es más que en el empleo y modificación de corrientes eléctricas para generar, almacenar, transmitir y recibir información. La existencia de la electricidad, o por lo menos de sus efectos, se conoce desde muy antiguo. En el siglo VI a.C., el griego Tales frotó un trozo de ámbar y observó que atraía la lana (atracción electrostática). El empleo práctico de la electricidad comenzó a producirse mucho después. En el siglo XVIII se construyeron los primeros motores que aprovechaban la corriente eléctrica para producir un trabajo.
La introducción del transistor en los años cuarenta ha atestiguado un cambio sumamente drástico en la industria electrónica. La miniaturización que ha resultado nos maravilla cuando consideramos sus límites. En la actualidad se encuentran sistemas completos en una oblea miles de veces menores que el más sencillo elemento de las primeras redes. Las ventajas asociadas con los sistemas semiconductores en comparación con las redes con tubos de los años anteriores son, en su mayor parte, obvias: más pequeños y ligeros, no requieren calentamiento ni se producen pérdidas térmicas (lo que sí sucede en el caso de los tubos), una construcción más resistente y no necesitan un periodo de calentamiento.
El diodo es un dispositivo semiconductor de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido. El diodo permite realizar la rectificación y protección de un circuito con corriente continúa determinando un sentido en especifico.
DESARROLLO
PRACTICA N°1.
Objetivos 
· Medida de la resistencia directa e inversa de un diodo. 
· Trazado de la curva característica tensión-corriente. 
· Análisis del rectificador de media onda. 
Materiales 
· Unidad básica para sistema IPES (Unidad de alimentación mod. PS1-PSU/EV, Caja de soporte de los módulos mod. MU/EV, Unidad descontrol individual mod. SIS1/SIS2/SIS3). 
· Módulo de experimentación mod. MCM3/EV. 
· Multímetro. 
· Osciloscopio con sonda diferencial. 
1. Diodo 
El diodo es un dispositivo de semiconductor compuesto por una unión P-N y su curva característica corriente-tensión es la que se muestra en la figura B03.1. 
Los parámetros característicos visualizados en el gráfico son: 
· La tensión de ruptura Vz, a la cual se verifica el efecto avalancha; en correspondencia de dicha tensión se tiene un rápido incremento de la corriente que, si no se limita correctamente, provoca la destrucción del diodo; 
· La tensión de umbral Vs, a la cual el diodo comienza a conducir considerablemente; para valores de tensión de polarización directa superiores a éste, la corriente crece rápidamente. 
Se ha visto que un diodo conduce sólo si se polariza directamente; por lo tanto, alimentando un diodo con tensión alterna, es fácil verificar que sólo la media onda positiva provocará en el circuito una circulación de corriente, dado que la componente negativa se cortará.
2. Diodo Semiconductor 
Es un dispositivo que permite el paso de la corriente eléctrica en una única dirección. De forma simplificada, la curva característica de un diodo consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un corto circuito con muy pequeña resistencia eléctrica. En la siguiente imagen se puede notar un diodo el cual su banda gris representa el cátodo y la banda negra el ánodo.
3. Diodo de Silicio
La construcción de un diodo de silicio comienza con silicio purificado. Cada lado del diodo se implanta con impurezas (boro en el lado del ánodo y arsénico o fósforo en el lado del cátodo), y la articulación donde las impurezas se unen se llama la "unión pn".
4. Diodo de Germanio 
Los diodos de germanio se fabrican de una manera similar a los diodos de silicio. Los diodos de germanio también utilizan una unión pn y se implantan con las mismas impurezas que los diodos de silicio. Sin embargo los diodos de germanio, tienen una tensión de polarización directa de 0,3 voltios.
RESULTADO Y ANÀLISIS
1. Medida de la conducción directa e inversa de un diodo. 
Medir el grado de conducción (elevado, medio, bajo) que presentan los diodos D1 (al silicio) y D2 (al germanio), polarizándolos directamente e inversamente.
Al momento de hacer la medición de conducción del D1 (Silicio) se colocaran las sondas de tal manera que el ánodo quede en el polo positivo y el cátodo en el polo negativo de dicho diodo, sin embargo para el D2 (Germanio) se colocaran de manera contraria para poder calcular el amperaje del diodo, mostrando los resultados en la siguiente tabla.
	
Silicio
	
Germanio
	Directo
	Inverso
	Directo
	Inverso
	0,5
	1150
	7,4
	129,7
Dichos valores será calculado dependiendo de las escalas que se puedan calcular entre esos están 2k, 20k, 200k, 2M, 200M.
1. PLANTEAMIENTOS 
a. ¿Qué diferencias presentan los diodos al germanio y al silicio?
Aunque en el circuito de la práctica las resistencias tenían un valor elevado, la diferencia se nota al momento de hacer la prueba con los diodos, pues la resistencia que ofrece el diodo de silicio es muy baja y la del germanio es superior a esta.
 Esto gracias a que el diodo de germanio se utiliza en circuitos de baja potencia y sus polarizaciones de voltaje más bajas resultan en pérdidas de potencia pequeñas, permitiendo que el circuito sea más eficiente eléctricamente, a diferencia del diodo de silicio que usa un 0,7 voltios para su polarización, cuando el ánodo y el cátodo alcanza este voltaje conduce la corriente a través de su unión PN y cuando es menor no conduce a través de dicha unión. 
2. Medida de la Corriente en el diodo en función aplicada. 
En esta medida de corriente en la placa eléctrica se colocó los jumpers J2, J5, J8, J9. 
El jumper de J7 en los puntos (1,2) se ubicó para calcular el amperaje, colocando el ánodo de las sondas en mA, encendiendo la fuente de corriente nos dará un valor del cual debería ser el mínimo amperaje a calcular, para luego tener la referencia del calculó del voltaje pero con la diferencia de que el ánodo de la sondas vendrían colocándose en la medida de tensión. Desconectando el jumper J7 se calcularon dichos valores dependiendo del valor calculado en mA, esto se dedujo mediante la siguiente tabla en el caso del D1:
	
mA
	0,32
	0,48
	0,9
	1
	5
	10
	
Voltaje del Silicio
	0,52
	0,57
	0,59
	0,6
	0,69
	0,71
Haciendo lo mismo para el D2 pero de forma invertida:
	
mA
	0,44
	0,70
	1,08
	4,59
	10
	
Voltaje del Germanio 
	0,217
	0,250
	0,287
	0,562
	0,759
En el paso siguiente se desconectaron los puentes J8 y J9, colocando posteriormente los puentes en J10 y J11, para repetir las s medidas realizadas anteriormente del diodo del germanio D2, de la misma manera se colocaron los datos obtenidos. Durante el proceso se desconectaron todos los puentes del módulo para colocando los puentes en J1, J8, J9, J6 y el amperímetro en los extremos de J7, esto realizo para las medidas cuando el diodo esta polarizado inversamente. A diferencia de los valores de tensión de alimentación, midiendo la corriente a través del diodo del silicio D1, se representaron los siguientes valores en la siguiente tabla:
	Voltaje
	5
	10
	15
	Diodo de Silicio
	0,000
	0,000
	0,000
	Diodo de Germanio
	0,007
	0,012
	0,032
Desconectando así los puentes J8 y J9, para luego, conectar los puentes J10 y J11; posteriormente se repite la medición en polarización inversa para el diodo D2 al germanio.
b. ¿Cuál es el comportamiento del diodo al variar la tensión de alimentación?
En la polarización directa la corriente que circula es muy pequeña, esta no permite el alcance de la tensión de barrera y el paso de conducción a corte no es instantáneo, por ello la resistencia ofrece que el componente al paso de la corriente disminuye de manera progresiva, limitándose sólo por las resistencias internas en las zonas P y N. La intensidad que circula por la unión aumentando rápidamente.
· Trazado dela curva característica volt-amperimétrica del diodo.
 (
1(mA)
)
 (
V (Voltios)
) 
 -30 -20 -10 1 
 (
1(
µ
A)
)
	Ahora bien obtenidas las polarizaciones de los diodos gráficamente se representan las siguientes curvas.
	Estas graficas estarán como una polarización directa
 
Conclusiones
· Se pudo aprender, analizar y comprobar las características de los diodos, reconociendo su principal utilidad cuando, es decir cuando actúan como reguladores de voltaje en la región de polarización inversa, principal diferencia con los diodos de unión pn, que al pasar el valor de tensión de ruptura se descomponen.
· Además que se presenta un circuito recortador puede servir para limitar el voltaje de un circuito sin afectar la forma de onda.
· Los diodos actúan conduciendo en polarización directa y abriendo el circuito en polarización inversa.
· Se comprender el comportamiento de los diodos, y hemos podido observar porque razón es que estos son utilizados en los reguladores de voltajes pues han sido diseñados especialmente para trabajar en la zona de ruptura.