Diodo De Potencia

Laboratorio No 1 Diodo de potencia.

John Jairo Viafara Menza

Carlos Andres Ayala

German Sanabria

Jose Taurino Arce

Estudiantes de Tecnología en Electrónica, de la Universidad del Valle, Sede Regional Buga,

Carrera 13 No. 5-21.Buga-Valle del Cauca-Colombia.

Lexx525@live.com

andresayala500@hotmail.com

germanzzito1@hotmail.com

tauros2011@hotmail.com

RESUMEN: En el siguiente artículo, veremos una parte de teoría acerca del diodo de potencia, de igual manera se realizara una práctica de laboratorio en donde se verá la curva característica voltaje-corriente. También se analizara el efecto de cambio de temperatura de la misma y lo que ocurre cuando se cambia el diodo, por un diodo zener en el circuito.

PALABRAS CLAVES: Diodo, generador de señal, rectificador de media onda, diodo zener.

ABSTRACT: In the following article, we will see a part of theory about the power diode, just as they conduct a lab where you will see the voltage-current characteristic. Also analyzed the effect of temperature change thereof and what happens when the diode is changed by a zener diode in the circuit.

KEY WORDS: Diode, signal generator, half-wave rectifier, zener diode..

I INTRODUCCION

En esta práctica No 1 implementaremos un circuito básico que consiste: en un generador de señal, un diodo y una resistencia; aplicando una señal de entrada, para este caso una señal sinusoidal veremos su comportamiento tanto en el diodo como en la resistencia. Además se analizara al someter el diodo a un cambio de temperatura.

II OBJETIVOS

• Observar el comportamiento del rectificador de media onda en el diodo.

• Observar el comportamiento de la curva voltaje-corriente en el diodo al ser sometido a un cambio de temperatura.

• Conocer las aplicaciones de los diodos en la industria.

III EQUIPOS Y MATERIALES

A. Suministrado por el laboratorio

• Generador de señales.

• Multimetro digital.

• Osciloscopio análogo-digital.

B. Suministrado por el estudiante

• Cable para puentes.

• Protoboard

• Diodo 1N4004

• Diodo zener BZXC5513

IV LITERATURA DEL DIODO.

A. Concepto Básico.

Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido. Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más común en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos. [1]

El diodo de vacío (que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologías de alta potencia) es un tubo de vacío con dos electrodos: una lámina como ánodo, y un cátodo.[1]

De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) 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 circuito cerrado con una resistencia eléctrica muy pequeña. Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier señal, como paso inicial para convertir una corriente alterna en corriente continua. Su principio de funcionamiento está basado en los experimentos de Lee De Forest.[1]

A continuación veremos en la figura No 1 el símbolo electrónico del diodo.

Fig. 1 Símbolo electrónico del diodo.

B Diodo semiconductor.

Un diodo semiconductor moderno está hecho de cristal semiconductor como el silicio con impurezas en él para crear una región que contiene portadores de carga negativos (electrones), llamado semiconductor de tipo n, y una región en el otro lado que contiene portadores de carga positiva (huecos), llamado semiconductor tipo p. Las terminales del diodo se unen a cada región. [1]

El límite dentro del cristal de estas dos regiones, llamado una unión PN, es donde la importancia del diodo toma su lugar. El cristal conduce una corriente de electrones del lado n (llamado cátodo), pero no en la dirección opuesta; es decir, cuando una corriente convencional fluye del ánodo al cátodo (opuesto al flujo de los electrones). [1]

Al unir ambos cristales, se manifiesta una difusión de electrones del cristal n al p (Je). Al establecerse una corriente de difusión, estas corrientes aparecen cargas fijas en una zona a ambos lados de la unión, zona que recibe el nombre de región de agotamiento. A continuación se presenta la figura No 2 para este caso. [1]

Fig. 2 Formación de la región de agotamiento, en la grafica z.c.e

A medida que progresa el proceso de difusión, la región de agotamiento va incrementando su anchura profundizando en los cristales a ambos lados de la unión. Sin embargo, la acumulación de iones positivos en la zona n y de iones negativos en la zona p, crea un campo eléctrico (E) que actuará sobre los electrones libres de la zona n con una determinada fuerza de desplazamiento, que se opondrá a la corriente de electrones y terminará deteniéndolos. [1]

Este campo eléctrico es equivalente a decir que aparece una diferencia de tensión entre las zonas p y n. Esta diferencia de potencial (VD) es de 0,7 V en el caso del silicio y 0,3 V para los cristales de germanio. [1]

La anchura de la región de agotamiento una vez alcanzado el equilibrio, suele ser del orden de 0,5 micras pero cuando uno de los cristales está mucho más dopado que el otro, la zona de carga espacial es mucho mayor. [1]

Cuando se somete al diodo a una diferencia de tensión externa, se dice que el diodo está polarizado, pudiendo ser la polarización directa o inversa. [1]

C. Polarización directa de un diodo.

En este caso, la batería disminuye la barrera de potencial de la zona de carga espacial, permitiendo el paso de la corriente de electrones a través de la unión; es decir, el diodo polarizado directamente conduce la electricidad. [1]

Para que un diodo esté polarizado directamente, se debe conectar el polo positivo de la batería al ánodo del diodo y el polo negativo al cátodo. En estas condiciones podemos observar que:

 El polo negativo de la batería repele los electrones libres del cristal n, con lo que estos electrones se dirigen hacia la unión p-n.

 El polo positivo de la batería atrae a los electrones de valencia del cristal p, esto es equivalente

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