Fuente De Poder Bipolar

El semiconductor

a estructura de un diodo consta de dos capas distintas de semiconductor, una n y otra p. Pero para fabricarlo no basta con pegar entre sí dos obleas de semiconductor, una de cada tipo, fabricadas previamente. Normalmente el proceso consiste en fabricar primero una de las zonas, y a continuación, fabricar la otra zona encima de ella.

En la zona de unión entre ambas capas, los portadores mayoritarios de ambas zonas se atraen entre sí, y se combinan, anulándose mutuamente. Este fenómeno crea una pequeña área en la unión de ambas capas que se conoce como región de empobrecimiento. La creación de esta región, provoca a su vez la aparición de una barrera de potencial. Esta barrera de potencial impide el paso de portadores de un lado a otro, a menos que superen cierto nivel de tensión. En el silicio este nivel es de 0,6 voltios aprox., variando con la temperatura.

Cuando a un diodo semiconductor se le aplica polarización directa (la zona n conectada al polo negativo de la batería y la zona p conectada al polo positivo), los electrones proporcionados por la batería lo atraviesan fácilmente ya que los existentes en el interior de la zona n del diodo son repelidos por el polo negativo de la batería, y pasan a la zona p donde son atraídos por el polo positivo de la batería y cierran el circuito; esto origina un nuevo hueco, que es llenado con un electrón de la batería.

REGULADORES.

El LM317 es un regulador de tensión positivocon sólo 3 terminales y con un rango de tensiones de salida desde los 1.25 hasta 37voltios.

Las patillas son: Entrada (IN), Salida (OUT), Ajuste (ADJ)

Para lograr esta variación de tensión sólo se necesita de 2 resistencias externas (una de ellas es una resistencia variable).

Entre sus principales características se encuentra la limitación de corriente y la protección térmica contra sobrecargas.

La tensión entre la patilla ADJ y OUT es siempre de 1.25 voltios (tensión establecida internamente por el regulador) y en consecuencia la corriente que circula por la resistencia R1 es: IR1 = V / R1 = 1.25/R1

Esta misma corriente es la que circula por la resistencia R2. Entonces la tensión en R2: VR2 = IR1 x R2. Si se sustituye IR1 en la última fórmula se obtiene la siguiente ecuación: VR2 = 1.25 x R2 / R1.

Como la tensión de salida es:

Vout = VR1 + VR2, entonces:

Vout = 1.25 V. + (1.25 x R2 / R1)V.

simplificando (factor común)

Vout = 1.25 V (1+R2 / R1) V.

De esta última fórmula se veclaramente que si modifica R2 (resistencia variable), se modifica la tensión Vout

En la fórmula anterior se ha despreciado la corriente (IADJ) que circula entre la patilla de ajuste (ADJ) y la union de R1 y R2.

Esta corriente se puede despreciar, tiene un valor máximo de 100 uA y permanececonstante con la variación de la carga y/o de la tensión de entrada.

Con el propósito de optimizar la regulación el resistor R1 se debe colocar lo más cercano posible al regulador, mientras que el terminal que se conecta a tierra del resistor R2 debe estar lo más cercano posible a la conexión de tierra de la carga

Con el propósito de optimizar el funcionamiento del regulador se pueden incorporar al diseño algunos elementos adicionales: (ver diagrama inferior).

- Se pone un capacitor C1 de 0.1uF en la patilla de entrada (IN) si el regulador se encuentraalejado del bloque que se encarga de la rectificación.

- Se pone un capacitor C3 de 1 uF de tantalio o 25 uF electrolítico en la patilla de salida (OUT) con le propósito de mejorar la respuesta a transitorios

- Se pone un capacitor electrolítico de 10 uF (C2) en paralelo con R2 con el propósito de mejorar el rechazo del rizado.

- Se pone un diodo D1 (1N4001) para proteger el regulador contra posibles cortos circuitos en la entrada del regulador.

- Se pone un diodo D2 (1N4001) para proteger al regulador contra posibles cortoscircuitos en la salida al dar camino a la descarga de capacitores.

Nota: R1 = 240 Ohmios y R2 = 5 Kilohmios (potenciómetro)

El regulador monolítico de voltaje LM7805 entregaría 5 voltios en CD si el terminal # 2 del integrado estuviera a tierra, pero éste no es el caso.

Este terminal tiene un voltaje que varía de acuerdo al valor de voltaje que se obtiene en la flecha de potenciómetro de 10K y que se aplica al terminal # 2 del regulador LM7805 por medio del seguidor de voltaje implementado con el Amplificador Operaciona

El Fusible

El fusible es dispositivo utilizado para proteger dispositivos eléctricos y electrónicos

El fusible permite el paso de la corriente mientras ésta no supere un valor establecido. En la figura se ve un fusible encapsulado de vidrio

Si el valor de la corriente que pasa, es superior a éste, el fusible se derrite, se abre elcircuito y no pasa corriente.

Si esto no sucediera, el equipo que se alimenta se puede recalentar por consumoexcesivo de corriente: (un corto circuito) y causar hasta un incendio.

El fusible normalmente se coloca entre la fuente de alimentación y el circuito a alimentar. En equipos eléctricos o electrónicos comerciales, el fusible está colocado dentro de éste.

El fusible está constituido por una lámina o hilo metálico que se funde con el calor producido por el paso de la corriente.

Es una practica común reemplazar los fusibles, sin saber el motivo por el cual este se "quemó", y muchas veces el reemplazo es por un fusible de valor inadecuado.

Los fusibles deben de tener la capacidad de conducir una corrienteligeramente superior a la que supuestamente se de "quemar". Esto con el propósito de permitir picos de corriente que son normales en algunos equipos.

Los picos de corriente son valores de corriente ligeramente por encima del valor aceptable y que dura muy poco tiempo.

Hay equipos eléctricos que piden una gran cantidad de corriente cuando se encienden (se ponen en ON).

Si se pusiera un fusible que permita el paso de esta corriente, permitiría también el paso de corrientescausadas por fallas "normales" que harían subir la corriente por encima de lo normal. En otras palabras: el circuito no queda protegido.

Un caso es el de los motores eléctricos, que en el arranque consumen una cantidad de corriente bastante mayor a la que consumen en funcionamiento estable.

Para resolver este problema hay fusibles especiales que permiten, por un corto período de tiempo (ejemplo: 10 milisegundos), dejar pasar una corriente hasta 10 veces mayor que la corriente normal.

Si después de pasado este tiempo la corriente sigue siendo grande, el

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