Laboratorio de electrónica 1

Universidad Autónoma de Occidente
Facultad de Ingeniería

Laboratorio de electrónica 1

Eduardo José Rodriguez

Ingeniería Electrónica

Universidad Autónoma de Occidente

Cali Colombia

eduardo_j.rodriguez@uao.edu.co

Daniel Alejandro Pedroza

Ingeniería Electrónica

Universidad Autónoma de Occidente

Cali Colombia

daniel_ale.pedroza@uao.edu.co

Juan David Agredo

Ingeniería Electrónica

Universidad Autónoma de Occidente

Cali Colombia

juan_david.agredo@uao.edu.co

Abstract— This electronic document will correspond to the development of the first laboratory with silicon diodes, Zenner diodes and rectifier circuits in its applicative development of theory and simulations.

Resumen— Este documento electrónico corresponderá al desarrollo del primer laboratorio con diodos de silicio, diodos Zener y circuitos rectificadores en su desarrollo aplicativo de teoría y simulaciones.

Keywords- diodes, Zener, rectifier circuits.

1.  Introduction

En el desarrollo del presente documento se llevará a cabo la elaboración partiendo de cero con unas instrucciones especificas el diseño de un circuito que estará compuesto por diodos leds rojos y verdes, aplicando su simulación para corroborar los cálculos. Posteriormente se realizará el análisis teórico de un circuito para hallar el valor de una resistencia, aplicando conceptos vistos durante el curso de electrónica 1 2.

1. Marco teorico

Para la solución teórica y práctica del laboratorio, se deben tomar en cuenta ciertos conocimientos previos y nuevos para el análisis, diseño y solución de circuitos.

Diodo:  Los diodos son dispositivos semiconductores que permiten hacer fluir la electricidad en un solo sentido. Este elemento dentro del circuito se representa mediante el siguiente símbolo

[pic 1]

Figura 1. Imagen diodo.

Caída en tensión directa de un diodo. La electricidad tiene a utilizar una energía para poder atravesar el diodo, esto quiere decir que, hay un voltaje a través del diodo que está conduciendo. En un diodo de silicio que son los más comunes esa caída voltaje corresponde a 0.7V, y esta caída es constante, esto quiere decir que sin importar la corriente que pase a través del diodo, esa tensión se mantiene.

Su curva característica se puede representar:

[pic 2]

Figura 2. Curva diodo de silicio

Rectificador Onda Completa Puentes de diodos:

El puente rectificador de onda completa es un circuito que se encarga de la conversión de corriente alterna a continua.

Para construir un circuito rectificador, existen varias maneras de conectar los diodos y así convertir AC (Corriente alterna) en DC (corriente directa). El puente rectificador es una de estas maneras, y está disponible en encapsulados que contienen los cuatro diodos requeridos.[2]

[pic 3]

Figura 4. Rectificador de onda completa con puente de diodos[2]

[pic 4]

Figura 5. Puente diodos.

 Rectificador Onda completa con Tap-central:

Para un transformador con tap central, se toma el tap como referencia. Y se interpreta como un sistema bifásico de voltajes alternos, en dicho sistema se adicionan diodos para hacer el circuito rectificador. En el funcionamiento del transformador, se convierte la tensión alterna de entrada en una tensión alterna deseada, dicha tensión se es rectificada durante el primer semiciclo en el diodo uno (D1) y durante el segundo semiciclo en el diodo dos (D2), de manera que la carga que llega a R es de una tensión continua.

[pic 5]

Figura3 . Rectificador onda completa con tap central [1]

Diodo Zener:

Los diodos Zener están diseñados para mantener un voltaje constante en sus terminales, para esto debe ser polarizado inversamente con un voltaje por arriba de su ruptura o voltaje Zener denominado [pic 6]. Cuando se llega al voltaje de ruptura el diodo Zener comienza a conducir en la dirección inversa. Se debe considerar que es un elemento no lineal. El símbolo correspondiente al diodo Zener es [3]

[pic 7]

Figura 6 tomada de [4]

Para calcular la potencia máxima vista en un diodo Zener se especifica:

[pic 8]   (1)

Es posible representar como una fuente de voltaje Zener y un resistor Zener como se mostrará a continuación en la siguiente figura

[pic 9]

Figura 7 tomada de [4]

La curva caracteristica corriente-voltaje para un diodo Zener ideal :

[pic 10]

Figura 8 tomada de [4]

1. Cálculos Y Procedimientos

Teniendo en cuenta el siguiente diagrama de bloques se realizó el montaje y diseño del sistema electrónico.

[pic 11]

Figura 9. Diagrama de Bloques

[pic 12]

Figura 10. Circuito completo

Cálculos para hallar las resistencias.

Hallamos el valor de rizado pico a pico ([pic 13][pic 14]).

[pic 15](2)

Cálculos para el diodo Zener 1 de 3,3 V ([pic 16][pic 17]).

[pic 18](3)

Hallamos la corriente.

[pic 19](4)

[pic 20](5)

[pic 21](6)

Hallamos la resistencia.

[pic 22](7)

Cálculos para el diodo Zener 2 de 7,5 V ([pic 23][pic 24]).

[pic 25](8)

Hallamos la corriente.

[pic 26](9)

[pic 27](10)

[pic 28](11)

Hallamos la resistencia.

[pic 29](12)

Cálculos para el diodo Zener 3 de 10,7 V ([pic 30][pic 31]).

[pic 32](13)

...