CIRCUITOS ELECTRONICOS INFORME DE LABORATORIOEXPERIMENTO N1El Diodo Rectificador

I. OBJETIVOS

Utilizar caractersticas de operacin de los diodos semiconductores.

II. MATERIALES Y EQUIPOS:

Una fuente de corriente continua variable. Un Multmetro. Un Miliampermetro y un Microampermetro. Un diodo semiconductor de SI y GE. Un Voltmetro de C.C. Resistencia de 100 Cables y conectores.

III. FUNDAMENTO TERICOUn diodo es un elemento de dos terminales cuya caracterstica tensin-corriente no es lineal. Est formado por un cristal semiconductor dopado de tal manera que una mitad es tipo "p" y la otra "n", constituyendo una unin p - n. La terminal que corresponde con la parte "p" se llama nodo y el que coincide con la "n" es el ctodo. Este diodo est compuesto por un cristal de silicio o de germanio dopado, es decir, al que se le han incluido impurezas. El dopado del silicio (o del germanio) se realiza para variar sus propiedades de semiconductor.El diodo deja circular corriente a travs suyo cuando se conecta el polo positivo de la batera al nodo, y el negativo al ctodo, y se opone al paso de la misma si se realiza la conexin opuesta. Esta interesante propiedad puede utilizarse para realizar la conversin de corriente alterna en continua, a este procedimiento se le denomina rectificacin.En resumen, son aplicables las condiciones que se describen en la figura 1.2.

El diodo semiconductor est constituido fundamentalmente por una unin P-N, aadindole un terminal de conexin a cada uno de los contactos metlicos de sus extremos y una cpsula que aloja todo el conjunto, dejando al exterior los terminales que corresponden al nodo (zona P) y al ctodo (Zona N)

PRUEBA ESTTICA PARA UN DIODO SEMICONDUCTORLa resistencia del diodo en polarizacin directa debe ser muy baja comprada con el nivel de polarizacin inversa. Mientras ms alta sea la corriente, menor ser el nivel de resistencia. Para la situacin de polarizacin inversa la lectura debe ser bastante alta.

NOTA:Una alta lectura en la resistencia en ambas direcciones indica con claridad una condicin abierta (dispositivo defectuoso), mientras que una lectura muy baja de la resistencia en ambas direcciones quiz indique un dispositivo en corto.

REGIN ZENER

Existe un punto en el cual la aplicacin de un voltaje demasiado negativo dar por resultado un agudo cambio en las caractersticas, como lo muestra la figura 1.22. La corriente se incrementa a una velocidad muy rpida en una direccin opuesta a aquella de la regin de voltaje positivo.

El potencial de polarizacin inversa que da como resultado este cambio muy drstico de las caractersticas se le llama potencial Zener y se le da el smbolo Vz.

La regin de avalancha (Vz) se puede acercar al eje vertical al incrementar los niveles de: dopado en los materiales tipo p y tipo n. Sin embargo, mientras Vz disminuye a niveles muy bajos, como -5 V, otro mecanismo llamado ruptura Zener contribuir con un cambio agudo ella caracterstica. Este cambio rpido en la caracterstica a cualquier nivel se denomina regin Zener, y los diodos que utilizan esta porcin nica de la caracterstica de una unin p-n son los diodos Zener. La regin Zener del diodo semiconductor descrito se debe evitar si la respuesta de un sistema no debe ser alterada completamente por el severo cambio en las caractersticas de esta regin de voltaje inverso.El mximo potencial de polarizacin inversa que puede ser aplicado antes de entrar ala regin Zener se conoce como voltaje pico inverso (referido simplemente como el valor PIV, por las iniciales en ingls de: PeakInverseVoltage) o PRV, por las iniciales en ingls de: Peak Reverse Voltage).

IV. PROCEDIMIENTO:

1. Usando el ohmmetro, medir las resistencias directas en inversas del diodo de silicio. Registrar los datos en la tabla 1.2. Armar el circuito de la figura 1.a. Ajustando el voltaje con el potencimetro, observar y medir la corriente y el voltaje directo de diodo, registrar sus datos en la tabla 2.b. Invertir el diodo verificando al mismo tiempo la polaridad de los instrumentos como en (a), registrando los datos en la tabla 3.

R. DirectaR. Inversa

644

TABLA 1. (SI)

Vcc(v)0.500.540.590.680.80.931.241.832.392.79

Id(mA)0.10.20.40.81.62.55.010.015.020.0

Vd(v)0.4880.520.5530.590.6240.6470.6790.7130.7310.74

TABLA2

Vcc(v)0.02.04.06.08.010.012.015.018.020.0

Vd(v)0.00330.9991.9953.987.949.9311.9214.9117.8819.87

Id(A)0000000000

TABLA3

3. Usando el ohmmetro, medir las resistencias directa e inversa del diodo de germanio. Registrar los datos en la tabla 4.

R. DirectaR. Indirecta

9.14 K

TABLA 44. Repetir el circuito de la figura 1 para el diodo de germanio de manera similar al paso 2; proceder a llenar la tabla 5 y 6.

Vcc(v)00.220.260.340.470.610.971.41.661.872.272.9

Id(mA)0.00.20.40.81.62.55.08.010.012.015.020.0

Vd(v)00.170.200.230.260.290.330.370.380.400.420.45

TABLA 5

Vcc(v)0.01.02.04.06.08.010.012.015.018.020.0

Vd(v)00.20.420.510.580.630.680.720.790.860.9

Id(A)028013m28m44m61m77m94m119m145m161m

TABLA 6

V. CUESTIONARIO FINAL:1. Construir el grfico Id=F (Vd) con los datos de la tabla 2 y 3 (SI) calcular la resistencia dinmica del diodo.

Debido a que la intensidad de corriente (Id) en la zona de crecimiento vertical es 20 mA, entonces podemos remplazarla en la siguiente frmula (forma diferencial de la resistencia dinmica):

2. Construir el grfico Id=F(Vd) con los datos 5 y 6 (Ge) resistencia dinmica del diodo.

En este caso la resistencia dinmica se hallar con la siguiente frmula:

3. Interpretar los datos obtenidos en las tablas.

En el grfico de la curva caracterstica correspondiente a la TABLA 2 podemos notar que a medida que se incrementa la intensidad de corrientes llega a un donde el voltaje del diodo es casi estable. Este resultado es de esperarse ya que el diodo de silicio tiene un voltaje en polarizacin directa aproximadamente de 0.7 voltios (comercialmente).

El grfico de la curva caracterstica correspondiente a la TABLA 3 observamos que pesar de incrementar el voltaje del diodo (Vd) la corriente a travs de este no aumenta. Esto se debe a que la resistencia del diodo en polarizacin inversa es muy grande.

Anlogamente en el grfico de la curva caracterstica correspondiente a la TABLA 4se dan las mismas observaciones solo que para el caso del Germanio (Ge) el voltaje en polarizacin directa es aproximadamente de 0.3 voltios (comercialmente).

Finalmente en la grfica correspondiente la TABLA 5 no hay se da el paso de corriente a travs del diodo, debido a que este se encuentra polarizado inversamente.

4. Exponer sus conclusiones en el experimento.

Lo primero que podemos concluir acerca del diodo semiconductor es que este dispositivo en de tipo unidireccional, debido a que la corriente circulara a travs de l si es que esta en polarizacin directa, mientras que estando en polarizacin inversa la corriente no lo har (idealmente).

Sobre la corriente de polarizacin inversa o de fuga se puede decir que idealmente es nula, pero en casos reales se ha comprobado que esta corriente es del orden de los microamperios (A) o nanoamperios (nA).

Se puede notar del contrastes entre las curvas caractersticas del diodo hecho del silicio contra el diodo hecho de germanio, que el primero alcanza ms rpidamente la regin de condicin en comparacin con el segundo.ING. EPIFANIO VIVASPgina 8