Practica 2 Dispositivos

INTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

INGENIERIA EN COMUNICACIONES Y ELECTRONICA

UNIDAD ZACATENCO

DISPOSITIVOS

PROFESOR: M. en C. REYES AQUINO JOSE

PRACTICA 2: DIODOS RECTIFICADORES

LOPEZ CLEMENTE EMMANUEL

GRUPO: 5CV7

No. BOLETA: 2008301519

OBJETIVOS:

1.- Identificar el comportamiento rectificante en un diodo y el comportamiento óhmico en un resistor.

2.- Identificar el ánodo (región P) y el cátodo (región N) en un diodo rectificador.

3.- Obtener y comparar las curvas características (V-1) de diodos rectificadores de silicio y germanio. En cada caso, determinar el valor del voltaje del umbral y calcular las resistencias estática y dinámica en la región directa de conducción, para un punto de operación Q (Vp,Ip) arbitraria.

4.-Observar y reportar las variaciones que se presentan en la curva característica V-1, en el voltaje de umbral y en la corriente de fuga de los diodos rectificadores cuando varía la temperatura.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

Conceptos básicos

El funcionamiento de este diodo, a grandes rasgos es la siguiente:

En la zona de directa se puede considerar como un generador de tensión continua, tensión de codo (0.5-0.7 V para el silicio y 0.2-0.4 V para el germanio). Cuando se polariza en inversa se puede considerar como un circuito abierto. Cuando se alcanza la tensión de inversa de disrupción (zona inversa) se produce un aumento drástico en la corriente que puede llegar a destruir el dispositivo.

Este diodo tiene un amplio rango de aplicaciones: circuitos rectificadores, limitadores, fijadores de nivel, protección contra cortocircuitos, demoduladores, mezcladores, osciladores, bloque y bypass en instalaciones fotovoltaicas, etc.

Cuando usamos un diodo en un circuito se debe tener en cuenta las siguientes consideraciones (a partir de las hojas características suministradas por el fabricante):

1.- La tensión inversa máxima aplicable al componente, repetitiva o no (VRRR máx. o VR máx., respectivamente) ha de ser mayor (del orden de tres veces) que la máxima que se va a soportar.

2.- La corriente máxima en sentido directo que puede atravesar al componente, repetitiva o no (IFRM máx. e IF máx. respectivamente). He de ser mayor (del orden del doble) que la máxima que este va a soportar.

3.- La potencia máxima que puede soportar el diodo (potencia nominal) ha de ser mayor (del orden del doble) que la máxima que este va soportar.

MATERIAL REQUERIDO.

Osciloscopio de doble trazo

Generador de señales

Multimetro analógico y/o digital.

Una pinza de punta.

Una pinza de corte.

6 cables caimán-caimán de 50 cm.

6 cables caimán-banana de 50 cm.

6 cables banana-banana de 50 cm.

4 cables coaxiales que tengan en un extremo terminación bnc y en el otro caimanes.

Tablilla de conexiones (protoboard).

2 diodos de silicio 1N4004 o similar.

1 diodos de germanio 0A81 o similar.

2 resistores de 1k ohm a 0.5 watts.

1 Encendedor

1 lupa.

EXËRIMENTOS.

Identificar el comportamiento rectificante de un diodo.

Armar el circuito mostrado en la figura. Colocar primero el diodo rectificador y observar el comportamiento de este elemento en el osciloscopio (en el modo XY)

y dibujar la grafica que se obtiene.

V = 3.6 V F = 779.7 Hz.

Elemento bajo prueba | Resistencia medida entre terminales T1(+) y T2(-). | Resistencia medida entre las terminales T1(-) y T2(+) |

Díodo (comportamiento rectificante) | 1.5 MΩ | L |

Identificar el ánodo (región P) y el cátodo (región P) en un diodo rectificador.

Para la identificación de las terminales de un diodo rectificador, se pueden emplear diferentes métodos, se sugiere que se haga usando un óhmetro analógico y se llene la tabla 2.

Medición de resistencia en un diodo de silicio y uno de germanio polarizado directa e inversamente usando la pila interna del óhmetro.

Díodo | Resistencia medida entre las terminales A(+) y K(-). | Resistencia medida entre las terminales A-) y K(+) |

De Silicio 1N4004 | 12Ω | 1KΩ |

De Germanio OA81 | ∞ | ∞ |

Mediante las mediciones reportadas en la tabla 2.1 diga, ¿ cuál de las terminales (T1, T2) corresponde al cátodo y cual al ánodo?

T1_=_Ánodo_ y_T2_=_Cátodo.

En la figura 5, dibuje con detalle la forma física y las indicaciones (con letra, número, rayas, etc.) de cada uno de los diodos, indicando cual de las terminales es el ánodo y el cátodo.

Diodo de silicio Diodo de Germanio

Obtener y comparar la curva característica (V-1) de un diodo de silicio y uno de germanio. En cada caso determinar el voltaje de umbral y calcular la resistencia estática y dinámica en la región directa de conducción para un punto de operación Q(Vd, Id) arbitrario.

Armar el circuito de la figura 2.4 colocar las terminales de osciloscopio como se muestra (usándolo en su modo XY) y obtener la curva característica V-1, de los diodos e silicio y germanio, reporta ambas graficas en la figura 7 y llenar la tabla 3 con los datos solicitados.

V=6V

F=685 Hz

V=5V

F=685 Hz

Diodo bajo prueba | Voltaje de umbral medido en (V) | Voltaje máximo medido en la curva en (V) | Corriente máxima medida en la curva en (mA) |

De Silicio 1N4004 | 4.2 | 6 | 5.0 |

De Germanio OA81 | 2 | 5 | 5.5 |

Observar y reportar las variaciones que se presentan en la curva característica, en el voltaje de umbral y en la corriente de fuga de los diodos rectificadores cuando aumenta la temperatura ambiente.

Para el diodo de silicio aumente la temperatura ambiente acercando el cerillo encendido el tiempo que sea necesario para que observe como la curva característica del dispositivo se modifica al grado de que el diodo se comporta como una resistencia de algunos cuantos ohms (al aumentar la temperatura el voltaje de umbral disminuye y la corriente de saturación inversa crece, si este aumento de temperatura es considerable puede hacer que el diodo se comporte casi como un corto circuito). Después de observar esto, retirar el cerillo encendido y esperar que el

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