PED 2002-03 3.1 DIODOS Símbolo. Polarización Símbolo. Polarización Tipos de diodos Tipos de...
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PED 2002-03 3.1
DIODOSDIODOS
• Símbolo. PolarizaciónSímbolo. Polarización
• Tipos de diodosTipos de diodos
• Curva característicaCurva característica
• Aproximaciones lineales del diodo rectificadorAproximaciones lineales del diodo rectificador
• Aproximaciones lineales del diodo ZenerAproximaciones lineales del diodo Zener
• Resolución de circuitos con diodosResolución de circuitos con diodos
PED 2002-03 3.2
Características. SímboloCaracterísticas. Símbolo
• Diodo semiconductor: union PN. Referencia: diodos de silicio (Si)Diodo semiconductor: union PN. Referencia: diodos de silicio (Si)• Elemento biterminal. Terminales diferentes.Elemento biterminal. Terminales diferentes.
+Cátodo Ánodo –
Polarización directaPolarización directa Polarización inversaPolarización inversa
+ –
+ –
E
I
+–
+ –
E
I
PED 2002-03 3.3
Diodo rectificadorDiodo rectificador• En P.D. conduce corriente. En P.I. no conduce.En P.D. conduce corriente. En P.I. no conduce.
Diodo LEDDiodo LED
• En P.D. conduce corriente y emite luz.En P.D. conduce corriente y emite luz.• En P.I. no conduce corriente y no emite luz.En P.I. no conduce corriente y no emite luz.
FotodiodoFotodiodo
• Opuesto al anterior. En P.I. absorbe luz detectadaOpuesto al anterior. En P.I. absorbe luz detectada y conduce corrientey conduce corriente
Diodo ZenerDiodo Zener• En P.D. como el diodo rectificadorEn P.D. como el diodo rectificador• En P.I., si se supera cierta tensión (tensión Zener)En P.I., si se supera cierta tensión (tensión Zener) conduce también.conduce también.
Tipos de diodosTipos de diodos
PED 2002-03 3.4
Diodo rectificadorDiodo rectificador
• Relación exponencialRelación exponencial
Curva característica corriente/tensiónCurva característica corriente/tensión
+ –VD
ID ID
I.P. D.P.
0,7 VVD
ID
• P.I. corriente de saturación (pocos nA)P.I. corriente de saturación (pocos nA)• P.D. tensión umbralP.D. tensión umbral• P.I.: rupturaP.I.: ruptura ID IS e
qVD
KT
1
PED 2002-03 3.5
Diodo ZenerDiodo Zener
• Peculiaridad en P.I: superada Vz, “ruptura Zener”Peculiaridad en P.I: superada Vz, “ruptura Zener”conduce corriente sentido inversoconduce corriente sentido inverso
Curva característica corriente/tensiónCurva característica corriente/tensión
D.P.
0,7 V
I.P.
VD
ID
VZ
+ –VD
ID ID
PED 2002-03 3.6
Primera aproximación: diodo idealPrimera aproximación: diodo ideal
• P.D. conduce como un cortocircuitoP.D. conduce como un cortocircuito• P.I. no conduceP.I. no conduce• Aproximación más alejadaAproximación más alejada
Aproximaciones lineales del diodo rectificador Aproximaciones lineales del diodo rectificador
D.P.I.P.
VD
ID
PED 2002-03 3.7
A B+ –VD
ID ID
ID
D. P. : A B+ –VD 0
I. P. : A B+ –
CondiciónEcuación
VD 0 ID 0
ID 0 VD 0ID 0
VD
PED 2002-03 3.8
Segunda aproximación (más frecuente)Segunda aproximación (más frecuente)
• P.D. conduce a partir de 0,7VP.D. conduce a partir de 0,7V• P.I. no conduceP.I. no conduce• Tiene en cuenta la tensión umbralTiene en cuenta la tensión umbral
Aproximaciones lineales del diodo rectificador Aproximaciones lineales del diodo rectificador
D.P.
0,7 V
I.P.
VD
ID
PED 2002-03 3.9
D. P. :
CondiciónEcuación
A B+
+ –
0,7 V
–
A B+ –
ID
ID
VD
VD
0,7 V
I. P. : A B+ –
ID 0
VD
ID 0 VD 0, 7 V
VD 0,7 V ID 0ID ID
PED 2002-03 3.10
TerceraTercera
• P.D. conduce a partir de 0,7V, pero la tensión aumenta si la corriente aumentaP.D. conduce a partir de 0,7V, pero la tensión aumenta si la corriente aumenta• P.I. no conduceP.I. no conduce
Aproximaciones lineales del diodo rectificador Aproximaciones lineales del diodo rectificador
D.P.
0,7 V
I.P.
VD
ID
PED 2002-03 3.11
D. P. :
Condición Ecuación
I. P. :
A B
+
A B+
+ –0,7 V
( r = 0,5 - 1 )–
–
r resistencia interna
A B+ –V
D
ID
ID
VD
ID
0
ID
0 VD
0, 7 V
VD
0, 7 rID
VD
0,7 rID
ID
0r
ID
PED 2002-03 3.12
• Sólo una aproximación (se pueden hacer más)Sólo una aproximación (se pueden hacer más)• Similar a la 2ª aprox. del diodo rectificadorSimilar a la 2ª aprox. del diodo rectificador• En P.D. se comporta igual, también a partir de 7VEn P.D. se comporta igual, también a partir de 7V• En P.I. al llegar a la tensión Zener, conduce corriente en sentido En P.I. al llegar a la tensión Zener, conduce corriente en sentido
contrariocontrario
Aproximaciones lineales del diodo Zener Aproximaciones lineales del diodo Zener
ID
D.P.
0,7 V
región Zener
región normal
I.P.
VD
VZ
PED 2002-03 3.13
D. P. :CondiciónEcuación
I. P. :
región normal:
región Zener:
parámetro conocido
B+
A
–VD
ID
ID
ID 0
A B
+
+ –
0,7 V
–
ID
VD 0,7 V
VD 0,7 V
+–
IZ
IZ
VZ
ID 0 IZ 0
A B+ –VD
ID 0
VZ
VZ VD 0,7 V
A B
+
+–
–VD VZ
IZIZVZ
IZ 0 ID 0VD VZ
PED 2002-03 3.14
• Punto de operación del diodoPunto de operación del diodo• Recta de cargaRecta de carga
Resolución gráfica de circuitos con diodos Resolución gráfica de circuitos con diodos
I.P. D.P.
0,7 VVD
ID
+–
+
–
A
B
VDIDETh
RTh
DDThTh VIRE
DThTh
ThD V
RR
EI
1
PED 2002-03 3.15
• Intersección: punto de operación del diodoIntersección: punto de operación del diodo
Resolución gráfica de circuitos con diodos Resolución gráfica de circuitos con diodos
Q Punto de operación
VD
ID
ETh
RTh
ETh
VQ
VQ
,IQ
IQ
PED 2002-03 3.16
• Generador de tensión continua o fuente de alimentaciónGenerador de tensión continua o fuente de alimentación
Una aplicación del diodo: el rectificador Una aplicación del diodo: el rectificador
220 V 50 Hz
6 V
50 Hz
5 V
Fuente de alimentación T
rans
form
ador
Rec
tific
ador
Filt
ro
Reg
ulad
or
PED 2002-03 3.17
1. Transformador1. Transformador
señal de c.a.
señal de c.a. más pequeña
Transformador
+
–vE
+
–vS
PED 2002-03 3.18
2.a Rectificador de media onda2.a Rectificador de media onda
c.a. (positiva y negativa)
c. pseudocontinua+
–
+
–
Rectificador
vEvS 0
vS
D
+
Entrada Salida
+
Rectificador– –
vE v
S v
R
RL
PED 2002-03 3.19
1.- 1.- VVEE> 0 > 0 ii > 0 > 0 0 ≤ 0 ≤ tt ≤ ≤ TT/2/2D
++
––RL vS vE 0vE 0
i
2.- 2.- VVEE < 0 < 0 ii < 0 < 0 TT/2≤ /2≤ tt ≤ ≤ TTD
+
+
–
–
RLv
E0 i 0 v
S 0
+
–>0
PED 2002-03 3.20
T
T2
vE
vS
t
t
PED 2002-03 3.21
2.b Rectificador de onda completa: primera opción2.b Rectificador de onda completa: primera opción
+
+
+
RL
–vS
–
–vEA
vEB
vEA vE
vEB vE
DA
DB
PED 2002-03 3.22
+
+
+
–– –
vS RL
DA
DB
vEA
vEB
PED 2002-03 3.23
1.- 1.- VVEAEA> 0 y > 0 y VVEBEB < 0 < 0
2.- 2.- VVEAEA< 0 y < 0 y VVEBEB > 0 > 0
++
–vEA
RL
–vS
DA
+
+
––
vS
RL
vEB
DB
PED 2002-03 3.24
T
t
t
vE
vS
vEA v
EB
PED 2002-03 3.25
3. Filtro3. Filtro
D
+
Entrada Salida
+ Rectificador
Filtro
C––
vE
vS v
R
PED 2002-03 3.26
T4
5T 4
vS
t
vE
vEv
Cv
Ev
C
T4 3T
4
t
vS
vEA
vEB
vEA
vC
vEB
vC
• Filtro con rectificador de media ondaFiltro con rectificador de media onda
• Filtro con rectificador de onda completaFiltro con rectificador de onda completa
PED 2002-03 3.27
4. Regulador4. Regulador
D
+
Entrada Salida
+
Regulador
C–
RL v
S v
Rv
E
–
VZV min
t
vS
• Regulador con rectificador de media ondaRegulador con rectificador de media onda
PED 2002-03 3.28
• Regulador con rectificador de onda completaRegulador con rectificador de onda completa
VZ
V min
vS
t