Laboratorio electronica #1 (1)

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Fundamento Electrónica Informe de laboratorio. Practica 02 
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Diodos: características y aplicaciones 
 
Harold Escobar Bolaños, Luis Felipe Liñán Carmona 
Departamento de ingeniería Eléctrica y Electrónica 
Universidad Popular Del Cesar 
Valledupar-Cesar 
 hhescobar@unicesar.edu.co 
 
 
 
 
 RESUMEN 
 
En Este documento se presenta el informe referente al diodo y sus 
características y algunas aplicaciones. Se reconoce 
experimentalmente las propiedades del diodo, midiendo tensiones, 
corrientes, en polarización directa o inversa o que efectos genera la 
temperatura en cada uno de los diodos trabajados (1N4004 y 
1N4148). Con los datos obtenidos se analiza gráficamente los 
comportamientos de I vs V, comparando con los datos consignados 
en la bitácora pudimos contrastar y ratificar la precisión del 
datasheet de cada diodo. 
 
Palabras Clave: Diodos, tiempo, temperatura, voltaje térmico, 
corriente de saturación. 
 
 INTRODUCCIÓN 
El Diodo es un componente electrónico que solo permite el paso de 
la corriente en un sentido (por eso es un semiconductor, porque es 
conductor solo en determinadas condiciones). En la imagen de abajo 
vemos el diodo real y su símbolo. Si el ánodo (triángulo en el 
símbolo y patilla de la parte negra en el diodo real) se conecta al 
polo positivo y el cátodo (Raya en el símbolo y patilla de la franja 
gris en el diodo real) al negativo, entonces por el diodo podrá 
circular corriente, sería similar a un interruptor cerrado. Así conectado, 
se dice que está polarizado directamente. Si lo conectamos al revés 
la corriente no pasará a través del diodo, será como un interruptor 
abierto. Fíjate que, en el diodo real, para identificar el cátodo, es la 
parte de la banda de color gris del diodo. 
 
Fig.1. Comportamiento del diodo 
 
El diodo polarizado directamente permite el flujo a través de él de 
los electrones, o lo que es lo mismo permite el paso de la corriente 
eléctrica. En polarización inversa no permite el paso de los electrones 
por él. Arriba puedes ver la gráfica típica de funcionamiento de un 
diodo. Para tensiones con polarización directa del diodo, según 
aumentamos la tensión en los bornes del diodo (patillas o extremos) 
va aumentando la corriente que circula por él. Lógicamente el 
diodo tendrá 
 
una tensión máxima de trabajo que no se podrá sobrepasar porque se 
quemaría. Para tensiones con polarización negativa no conduce y, 
por lo tanto, por mucho que aumentemos la tensión no se producirá 
corriente alguna a través del diodo. [1] 
 
Fig.2. Gráfica I vs V del diodo ideal. 
 
 
SIMULACIONES Y CALCULOS 
 
Para calcular el valor de la resistencia R1, se hace por la ley de 
voltajes de Kirchhoff, asumiendo que el diodo es de silicio y tiene un 
voltaje de barrera equivalente a 0.7V, se tiene entonces que: 
 
𝐿𝑇𝐾 = −25𝑉 + 0.7𝑉 + 𝑅1𝐼𝑚𝑎𝑥 = 0 (1) 
 
24.3𝑉 = 𝑅1 ∗ 50(𝑚𝐴) (2) 
 
𝑅1 = 486Ω (3) 
 
Es necesario hacer el cálculo de la potencia para escoger 
adecuadamente la potencia que disipa la resistencia y que no se vaya 
a quemar, 
 
𝑃 = (50 ∗ 10−3(𝐴))2 ∗ 486Ω = 1.215 (W) (4)) 
 
 
ANALISIS DE RESULTADOS 
Caracterización diodo 1N4004 
Cuando se quiere conocer el desempeño de un 
elemento en un circuito, se elabora a partir de datos 
experimentales un gráfico de corriente en función de 
la diferencia de potencial, ´ el análisis de esta grafica 
permite determinar el uso y las ´ posibles aplicaciones 
del elemento. A este procedimiento se le llama 
caracterización del elemento. En cada caso la curva 
característica se explica según un modelo teórico 
aplicable, en el caso del diodo el modelo teórico que 
explica su funcionamiento es el modelo físico 
mencionado anteriormente y está dado por la ecuación 
Para caracterizar el diodo se tomaron valores.
mailto:hhescobar@unicesar.edu.co
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A. Datos del diodo 1N4004 
 
En la siguiente tabla encontramos los datos consignados para el 
diodo 1N4104. 
 
TABLA I. DIODO 1N4004 
 
VFuente ID (mA) VD 
(V) 
0 0 0 
3.1 5 0.6
50 
5.6 10 0.6
67 
8.1 15 0.6
83 
10.6 20 0.6
93 
13 25 0.7
00 
15.4 30 0.7
02 
17.6 35 0.7
13 
19.9 40 0.7
20 
22.7 45 0.7
23 
24.5 50 0.7
30 
 
Al graficar los datos de la tabla I se obtuvo el grafico 9, hay algunos valores que 
están un poco dispersos sobre todo desde 0.7V en adelante, posiblemente 
debido a que se tuvo problemas con la fuente. En general se ve un 
crecimiento exponencial del voltaje a medida que aumenta la 
corriente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para la simulación se usó una conexión en paralelo del osciloscopio 
con respecto a la carga. 
 
Fig.5. Montaje del circuito, para la observar el tiempo de recuperación 
inverso. 
 
 
 
 
Fig.6. Tiempo de recuperación inverso Diodo 1N4004 
 
 
Caracterización diodo N14148 
 
 Se tomaron valores de voltaje a distintos niveles de corriente para un 
diodo 4148 (ver tabla II), los valores de voltaje ascienden mucho más 
rápido, debido a que el diodo 1N4148 ´ de silicio tiene alta 
conductividad, que permite que se cargue más rápido. 
 
 
B. Datos del diodo 1N4148 
 
Al intercambiar el diodo en el circuito de la figura 3 por un 
1N4148 obtuvimos las siguientes medidas: 
 
TABLA II. DIODO 1N4148 
 
VFuente ID (mA) VD 
(V) 
0 0 0 
3.1 5 0.6
95 
5.7 10 0.7
31 
8.2 15 0.7
53 
10.7 20 0.7
69 
13.2 25 0.7
81 
15.4 30 0.7
91 
17.7 35 0.7
99 
20.1 40 0.8
07 
22.3 45 0.8
13 
25.9 50 0.8
19 
 
En el grafico 10 se puede ver que además de ascender más rápido 
los niveles de voltaje es mucho más estable y no tiene valores tan 
dispersos como en el caso del diodo 4004, por todas estas 
características este diodo suele ser usado principalmente en 
procesamiento de seña les y es muy út il a altas frecuencias con un 
tiempo de recuperación inversa de no más de 4ns (debido a su 
conductividad). 
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Fig.8. Montaje del circuito, para la observar el tiempo de recuperación 
inverso. 
 
Fig.9. Tiempo de recuperación inverso Diodo 1N4148 
 
 
 
ANÁLISIS DE RESULTADOS 
 
Para la primera parte se pudo comprobar que la tensión del diodo 
1N4004 es directamente proporcional a la corriente del diodo, se 
intenta ver en las gráficas un crecimiento exponencial de dichos 
valores. Con el diodo 1N4148 notamos que en su comportamiento de 
semiconductor este puede soportar valores más grandes de tensión y 
corriente en comparación con el anterior diodo, esto se pudo apreciar 
en los datos que se tomaron cuando se iba aumentado la tensión de la 
fuente DC de 0V a 24.5V. por último se realizan las respectivas 
graficas en el papel logarítmico con el fin de observar los valores de 
la corriente de saturación y su respectiva constante. Algunas cosas 
para tener en cuenta es que en los datos obtenidos en la práctica no 
son netamente exactos debidos a los errores a la hora de medir 
corriente y tensión, como también cuando se acercó el cautín al diodo 
y así medir su temperatura con la termocupla. 
En la segunda parte cuando se observaron los tiempos de 
recuperación inversa al variar los valores de frecuencia se pudo 
observar desde la práctica que para el diodo 1N4004 presenta 
comportamientos diferentes a los que se pueden consultar en el 
datasheet correspondiente, a continuación, veremos la imagen que 
generó el osciloscopio. 
 
 RESPUESTAS A PREGUNTAS SUGERIDAS 
 
¿En el circuito de la Figura 2, ¿qué ocurre con la 
resistencia cuando circula la corriente máxima (con la 
fuente en 25 V)? 
 
R: Cuando fluye la corriente máxima, la resistencia eleva su 
potencia lo que a su vez incrementa su temperatura. 
 
 
 ¿Qué cambio obtuvo al variar la temperatura en el diodo? 
¿Este cambio era predecible? ¿Justifique su respuesta? 
 
R: El cambio quese observo fue una disminución en el 
voltaje y una corriente de saturación inversa mayor, debido a que 
como se demostró anteriormente por cada 10 grados 
en la temperatura se duplica la corriente 
desaturación, pues el voltaje de barrera disminuye más rápidamente y 
la barrera de agotamiento es menor, lo que 
 permite que los portadores minoritarios sean” arrastrados” por el 
fuerte campo eléctrico existente atravesándola zona de agotamiento 
más fácilmente y generando una corriente de saturación inversa. 
 
 
¿Cuáles son las consecuencias de cambiar de polaridad la 
fuente que alimenta el circuito de la Figura 2? 
 
R: Las fuentes trabajadas en el circuito son DC por lo que cuando se 
cambia la polaridad el sentido de la corriente va al contrario lo que 
hace que el diodo se comporte como circuito abierto ocasionando que 
la resistencia no reciba ninguna corriente. 
 
¿Según el modelo ideal del diodo (Vd=0), ¿Cómo considera 
que el diodo funciona ante bajas temperaturas? ¿Más o 
menos cerca del comportamiento ideal? Justifique su 
respuesta. 
 
R: Teóricamente el diodo entre más caliente, más cercano al 
comportamiento ideal y entre mas frio mas alejado de este debido a al 
movimiento de electrones y huecos causados por la temperatura, entre 
más frio menos facilidad de conducción debido al menor numero de 
esto. 
 
¿Cuáles son las consecuencias de cambiar de polaridad la 
fuente que alimenta el circuito de la Figura 2? ¿En este 
caso, se debe tener alguna restricción en la tensión para el 
correcto funcionamiento del diodo? 
 
R: Que el diodo quedaría poralizado en inverso y como se ha 
analizado la zona de deflexión crece por la acción de la fuente, esto 
ocasiona que el flujo de corriente sea tan pequeño en ese sentido que 
tiende a cero. Dicho de otra manera, al invertir el sentido de la fuente 
de la resistencia interna ocasionada por la unión p-n del diodo tiende 
a infinito prácticamente ocasionando los mismos efectos de un 
circuito abierto en el punto en que este está conectado al diodo. Se 
puede mantener una tensión inversa baja para que no se dañe. 
 
¿Por qué es necesario alimentar el circuito de la Figura 3 
con una señal cuadrada? 
 
R: Al trabajar con una señal cuadrada se percibe que la forma de 
onda genera un grado de facilidad cuando se interpreta el tiempo de 
recuperación inversa en niveles altos y bajos. 
 
¿Qué pasa con los tiempos de recuperación inversa si se 
varía la resistencia R? 
 
R: Cuando la resistencia disminuye su valor, el tiempo de 
recuperación inversa del diodo aumenta, lo que indica que los 
tiempos mencionados son variables. 
 
¿Los tiempos de recuperación inversa concuerdan con los 
valores suministrados por el fabricante? ¿Si no 
concuerdan, a qué se debe este fenómeno? 
 
R: No concuerdan al 100% de efectividad debido a errores de 
medida a la hora de tomar datos, aunque esta variación no es 
tan alejada de los datos consignados en el datasheet. 
CONCLUSIONES 
 Se encuentran relaciones inversas entre la tensión máxima del 
diodo y su respectiva temperatura, esto se puede apreciar en las 
gráficas consignadas en el informe. Sin embargo, hay que señalar 
que sin importar un excesivo aumento de la frecuencia o un 
moderado aumento de la temperatura la variación en la tensión de 
polarización es moderado, es decir este parámetro procura 
mantenerse constante. 
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 Fue complejo obtener el tiempo de recuperación del diodo 
1N4148 ya que esta medida varia en el orden de los 
nanosegundos, esto nos demuestra que el diodo trabaja muy 
rápido, lo cual es muy útil para trabajar en altas frecuencias. 
 
 
 En el diodo 1N4004, se confirmó gracias a los valores obtenidos 
en la práctica, el tiempo usual de recuperación inversa. El buen 
desarrollo de las simulaciones y la práctica nos condujo a la 
obtención de un promedio muy próximo a los tiempos 
consignados en las tablas de datos. Con un aumento de la 
frecuencia se observó que el tiempo de recuperación de los 
diodos disminuye, ya que tanto los instrumentos de medición 
como los elementos que se montan en las prácticas tienen sus 
respectivos errores a la hora de usarlos. 
 
REFERENCIAS 
[1] “El diodo” Disponible online en: 
http://www.areatecnologia.com/electronica/el-diodo.html. 
[2] “Guía de laboratorio No. 1: DIODO: CARACTERISTICAS Y 
APLICACIONES” disponible online: 
https://sites.google.com/site/electronicaanalogaunal/home 
[3] [Adel Sedra, Kenneth Smith, Dispositivos electrónicos y 
amplificación de señales., pág. 132 – 133 
 
 
	REFERENCIAS
	[1] “El diodo” Disponible online en: http://www.areatecnologia.com/electronica/el-diodo.html.
	[2] “Guía de laboratorio No. 1: DIODO: CARACTERISTICAS Y APLICACIONES” disponible online: https://sites.google.com/site/electronicaanalogaunal/home
	[3] [Adel Sedra, Kenneth Smith, Dispositivos electrónicos y amplificación de señales., pág. 132 – 133