Post on 16-Nov-2015
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CICLO V
ELECTRNICA DE POTENCIA
Ing. Angel J. Ordez, MSc(e)
"El"diodo"es"el"disposi+vo"electrnico"ms"simple."Es"un"semiconductor"de"dos"terminales"(nodo"y"Ctodo)"que"ofrece"una"baja"resistencia"del"orden"de" los"m"en"una"polarizacin"y"del"orden"de" los"G"en" la"otra."Esto"lo"convierte"en"un"componente"adecuado"como"rec+ficador."""" El" diodo" exhibe" una" relacin" no" lineal" entre" la" tensin" entre" sus"terminales"y"la"corriente"que"circula"por"l."En"el"anlisis"de"circuitos"con"diodos," se" pueden" realizar" algunas" aproximaciones" que" faciliten" la"resolucin"del"sistema."""" Se" estudian" tambin" algunos" diodos" de" uso" especial," como" son" los"Zener,"LED,"Fotodiodos"y"SchoNky."""" Los" diodos" permiten" desarrollar" circuitos" con" dis+ntas" aplicaciones,"destacando"la"rec+ficacin,"en"cualquiera"de"sus"variantes."
DIO
DO
S D
E PO
TEN
CIA
Introduccin
Caractersticas. Smbolo
Diodo semiconductor: union PN. Referencia: diodos de silicio (Si) Elemento biterminal. Terminales diferentes.
+ Ctodo nodo
Polarizacin directa Polarizacin inversa
+
+
E
I
+
+
E
I
DIO
DO
S D
E PO
TEN
CIA
Caractersticas Generales
Diodo rectificador En P.D. conduce corriente. En P.I. no conduce.
Diodo LED En P.D. conduce corriente y emite luz. En P.I. no conduce corriente y no emite luz.
Fotodiodo Opuesto al anterior. En P.I. absorbe luz detectada y conduce corriente
Diodo Zener En P.D. como el diodo rectificador En P.I., si se supera cierta tensin (tensin Zener) conduce tambin.
DIO
DO
S D
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TEN
CIA
Tipos de Diodos
P40""0"
P2"
i"[A]"V"[Volt.]"
i" +""V""P"
P" "N"
+"""""""""""""P"
P""""""+"
+"""""""""""""P"
+"""""""""""""P"
+
-
+
- -
++- - +
La corriente aumenta fuertemente si se producen pares electrn-hueco adicionales por choque con la red cristalina de electrones y huecos suficientemente acelerados por el campo elctrico de la zona de transicin
Avalancha primaria
DIO
DO
S D
E PO
TEN
CIA
Ideas generales sobre diodos de unin PN
El"diodo"semiconductor"encapsulado"
nodo"
Ctodo"
nodo"
Ctodo"
Encapsulado (cristal o resina sinttica)
Terminal"
Terminal"
P"N"
Marca sealando el ctodo
Contacto"metalPsemiconductor"
Contacto"metalPsemiconductor"
Oblea"de"semiconductor"
DIO
DO
S D
E PO
TEN
CIA
Diodo:&Polarizacin&directa"
"
"
DIO
DO
S D
E PO
TEN
CIA
Ideas generales sobre diodos de unin PN
Diodo:&Polarizacin&inversa"
"
"
DIO
DO
S D
E PO
TEN
CIA
Ideas generales sobre diodos de unin PN
Diodo:&Grfica&del&diodo"
"
"
Si"se"supera"el"voltaje"umbral"o" de" codo," y"suele"tener"un"valor" de" 0,7"vol+os" para" el"d i o d o " d e"germanio"y"de"0 , 3" v o l + o s"pa ra" e l" de"silicio"el"diodo"empezar" a"conducir""PARMETROS&CARACTERSTICOS."
VM"="Voltaje"mximo."Vr"="Voltaje"de"ruptura."IM"="Corriente"mxima""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Ideas generales sobre diodos de unin PN
El"diodo"ideal"
vD"="0"cuando"iD""0"
iD"="0"cuando"vD""0"
DIO
DO
S D
E PO
TEN
CIA
Ideas generales sobre diodos de unin PN
La unin P-N
Funcionamiento:
!Aplicando tensin inversa no hay conduccin de corriente
!Al aplicar tensin directa en la unin es posible la circulacin de corriente elctrica
P N
DIODO SEMICONDUCTOR
DIO
DO
S D
E PO
TEN
CIA
Ideas generales sobre diodos de unin PN
Diodos"
Condensadores"
Corriente&alterna&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&Corriente&conAnua&&&&&&&&&&&Rec+ficador"
Diodo:&Aplicaciones"D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
DIODOS
Diodos&especiales:&Diodo&LED"
"
"
Se"encierran"en"una"cpsula"que"permita"que"la"radiacin"luminosa"en"forma"de"fotones"salga"al"exterior.""
La"curva"caracters+ca"de"un"diodo"L.E.D."es"similar"a"la"de"cualquier"diodo,"a"diferencia"de"que"el"voltaje"de"codo"es"mucho"mayor,"del"orden"de"1,5"a"2,5"V"con"corrientes"entre"10"y"50"mA""
DIO
DO
S D
E PO
TEN
CIA
TIPOS
Diodos&especiales:&Diodo&ZENER"
"
"
Las"principales"aplicaciones"se"encuentran"las"de"estabilizador,"aunque"tambin"se"pueden"u+lizar"como"limitadores,"recortadores"o"protectores."
Es"un"diodo"que"trabaja"normalmente"polarizado"inversamente,"y"que"+ene"la"caracters+ca"de"mantener"entre"sus"terminales"una"d.d.p."muy"estable"y"propia"de"cada"zener"(voltaje"de"zener).""
DIO
DO
S D
E PO
TEN
CIA
Ideas generales sobre diodos de unin PN
"Encapsulados"de"diodos""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Axiales
DO 35 DO 41 DO 15 DO 201
"Encapsulados"de"diodos""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Para grandes potencias
B 44
DO 5
"Encapsulados"de"diodos""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Agrupaciones de 2 diodos
2"diodos"en"ctodo"comn" 2"diodos"en"serie"
"Encapsulados"de"diodos""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Agrupaciones de 2 diodos (con varias conexiones)
"Encapsulados"de"diodos""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Agrupaciones de 2 diodos (sin conectar)
Nombre del dispositivo
"Encapsulados"de"diodos""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Agrupaciones de 2 diodos. Diversos encapsulados para el mismo dispositivo
Nombre del dispositivo
Encapsulados
"Encapsulados"de"diodos""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Agrupaciones de 4 diodos (puentes de diodos)
Dual in line
"Encapsulados"de"diodos""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Agrupaciones de 4 diodos (puentes de diodos)
+ -+ -
"Encapsulados"mixtos"de"diodos"y"otros"disposi+vos"""D
IOD
OS
DE
POTE
NC
IA
Dan origen a mdulos de potencia
- Adecuados para alta potencia y relativa alta frecuencia
- Minimizan las inductancias parsitas del conexionado
- Se usan en aplicaciones industriales, espaciales, militares, etc
- Se pueden pedir a medida
Control de Motores Electrnica militar
DIO
DO
S D
E PO
TEN
CIA
Caractersticas fundamentales de cualquier diodo
1 -Mxima tensin inversa soportada
2 -Mxima corriente directa conducida
3 -Cada de tensin en conduccin
4 -Corriente de inversa en bloqueo
5 -Velocidad de conmutacin
Baja tensin 15 V
30 V
45 V
55 V
60 V
80 V
Alta tensin 500 V
600 V
800 V
1000 V
1200 V
1 Mxima tensin inversa soportada
Media tensin 100 V
150 V
200 V
400 V
Ejemplo de clasificacin
Corresponde a la tensin de ruptura de la unin inversamente polarizada
DIO
DO
S D
E PO
TEN
CIA
1 Mxima tensin inversa soportada
El fabricante suministra (a veces) dos valores:
- Tensin inversa mxima de pico repetitivo VRRM - Tensin inversa mxima de pico no repetitivo VRSM
La tensin mxima es crtica. Superarla suele ser determinante del deterioro irreversible del componente
DIO
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TEN
CIA
2 Mxima corriente directa conducida
El fabricante suministra dos (y a veces tres) valores:
- Corriente eficaz mxima IF(RMS) - Corriente directa mxima de pico repetitivo IFRM - Corriente directa mxima de pico no repetitivo IFSM
Depende de la cpsula
DIO
DO
S D
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TEN
CIA
5 Velocidad de conmutacin Ms informacin suministrada por
los fabricantes STTA506D"
DIO
DO
S D
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TEN
CIA
5 Velocidad de conmutacin
La velocidad de conmutacin (valorada con la trr) ayuda a clasificar los diodos
Standard
Fast
Ultra Fast
Schottky
VRRM trr IF
100 V - 600 V
100 V - 1000 V
200 V - 800 V
15 V - 150 V
> 1 s
100 ns 500 ns
20 ns 100 ns
< 2 ns 1 A 150 A
1 A 50 A
1 A 50 A
1 A 50 A
Las caractersticas de todos los semiconductores (por supuesto, tambin de los diodos) se pueden encontrar en Internet (pdf)
www.irf.com
www.onsemi.com
www.st.com
www.infineon.com
Direcciones web
TRABAJO&GRUPAL
1."DESCRIBA"5"TIPOS"DE"APLICACIONES""ELECTRNICA"DE"POTENCIA"
2. REALICE UN COMENTARIO DE DOS TIPOS DE APLICACIONES QUE A SU CRITERIO SOBRESALGAN
SOBRE LAS OTRAS.
ACTIVIDADES&
TAREA&No.&1&
INVESTIGACIN&
Introduccin&a&la&Teora&de&Potencia&
" Inves+gar"y"describir"los"disposi+vos"Diodos"y"Tiristores,"(Trabajo*a*Mano)"con"
una"extensin"mn."2"pginas,"mx."4"pginas."
LIBRO&
Electrnica&de&Potencia,&ConverAdores,&Aplicaciones&y&Diseo.&
Mohan"Ned,"Undelan"Tore,"Robbins"William"
""""""""Captulo&2.&2.1Introduccin"2.2&Diodos"2.3&Tiristores"2.4&Caracters+cas"deseadas"en"interruptores"controlables
LUNES&23&DE&MARZO&