CARACTERÍSTICAS DE DIODO

CARACTERÍSTICAS DE DIODO

Polo, Jason

9-746-262

jasonpolo2895@gmail.com

Caballero, Yirene

González, Daniel

8-892-787

daniel.gonb16@gmail.com

Resumen. Para esta experiencia de laboratorio presentamos como dos objetivos que son: determinar las caracterísitcas eléctricas de un diodo y presentar la curva i vs v para el diodo con los valores medidos con el equipo de trabajo. Como primer punto se procedió a determinar la resistencia interna de la fuente de poder ajustando el voltaje DC en el circuito descrito por la guía de laboratorio y midiendo el voltaje con un multímetro, además un potenciómetro que sirvio para variar la resistencia. Como segundo punto y tercer punto al circuito original se le añadió un diodo y se observo que caraterísticas presenta,  es decir como se muestra su grafico i vs v y poder ver detalladamente como se observa en el osciloscopio, que tanto se puede regularel voltaje para que la corriente fluya a través del diodo, los voltajes que soportan a medida que va en aumento.

Descriptores: adaptador, diodo, generador, osciloscopio, potenciómetro.

1. Introducción.

El diodo es un componente electrónico de 2 terminales, tal como un resistor. Es un dispositivo diseñado para que la corriente fluya en un solo sentido, es decir, solamente permite que la corriente vaya en una sola dirección. Esto hace que el diodo tenga dos posibles posiciones: una a favor de la corriente (polarización directa) y otra en contra de la corriente (polarización inversa). El símbolo representativo del diodo en esquemas electrónicos es el siguiente:

[pic 2]

Figura 1. Símbolo representativo del diodo.

La corriente fluye desde el terminal positivo (el ánodo) hasta el terminal negativo (cátodo). De manera física se identifica el cátodo por una franja que se coloca en uno de los extremos.

La curva característica de un diodo presenta algunos elementos como se puede ver a continuación:

Tensión umbral, de codo o de partida (Vγ ).

La tensión umbral (también llamada barrera de potencial) de polarización directa coincide en valor con la tensión de la zona de carga espacial del diodo no polarizado. Al polarizar directamente el diodo, la barrera de potencial inicial se va reduciendo, incrementando la corriente ligeramente, alrededor del 1 % de la nominal. Sin embargo, cuando la tensión externa supera la tensión umbral, la barrera de potencial desaparece, de forma que para pequeños incrementos de tensión se producen grandes variaciones de la intensidad de corriente.

Corriente máxima (Imax ).

Es la intensidad de corriente máxima que puede conducir el diodo sin fundirse por el efecto Joule. Dado que es función de la cantidad de calor que puede disipar el diodo, depende sobre todo del diseño del mismo.

Corriente inversa de saturación (Is ).

Es la pequeña corriente que se establece al polarizar inversamente el diodo por la formación de pares electrón-hueco debido a la temperatura, admitiéndose que se duplica por cada incremento de 10 °C en la temperatura.

Corriente superficial de fugas.

Es la pequeña corriente que circula por la superficie del diodo (ver polarización inversa), esta corriente es función de la tensión aplicada al diodo, con lo que al aumentar la tensión, aumenta la corriente superficial de fugas.

Tensión de ruptura (Vr ).
Es la tensión inversa máxima que el diodo puede soportar antes de darse el efecto avalancha.

[pic 3]

Figura 2. Curva característica de un diodo (I vs V)

Dos materiales comúnmente utilizados para los diodos son el germanio y el silicio. Mientras que ambos diodos realizan funciones similares, existen ciertas diferencias entre los dos que deben ser tomadas en consideración antes de instalar uno u otro en un circuito electrónico.

Diodos de silicio

Los diodos de silicio tienen un voltaje de polarización directa de 0,7 voltios. Una vez que el diferencial de voltaje entre el ánodo y el cátodo alcanza los 0,7 voltios, el diodo empezará a conducir la corriente eléctrica a través de su unión pn. Cuando el diferencial de voltaje cae a menos de 0,7 voltios, la unión pn detendrá la conducción de la corriente eléctrica, y el diodo dejará de funcionar como una vía eléctrica. Debido a que el silicio es relativamente fácil y barato de obtener y procesar, los diodos de silicio son más frecuentes que los diodos de germanio.

Diodos de germanio

Los diodos de germanio también utilizan una unión pn y se implantan con las mismas impurezas que los diodos de silicio. Sin embargo los diodos de germanio, tienen una tensión de polarización directa de 0,3 voltios. Debido a su rareza, el germanio es más caro, por lo que los diodos de germanio son más difíciles de encontrar (y a veces más caros) que los diodos de silicio.

1. Materiales y Métodos

Materiales y Métodos

Para realizar la experiencia se necesitarán los siguientes materiales:

• 1-Fuente de poder DC variable
• 1-Fuente de poder AC variable
• 1- Osciloscopio de dos canales
• 1- Multímetro digital
• 1- Termómetro
• 1- Potenciómetro 10k *En lugar del potenciómetro puede utilizar resistencias individuales de los valores indicados en la Tabla #1  
• 1- Placa de prueba
•  Cables de conexión
• 1- Diodo de silicio

2- Adaptador de 3 a 2 terminales\

Es necesario seguir los siguientes pasos para el éxito en la elaboración del circuito y obtener los resultados:

1. Primer circuito:

1. Conectar la fuente de Voltaje DC y regúlela utilizando un voltímetro digital hasta llegar a los 10V.
2. Apague la fuente antes de hacer cualquier conexión.
3. Conecte un cable desde el terminal positivo de la fuente hasta una de las patas o terminales de la resistencia que se esté utilizando.[pic 4]
4. Repita el paso anterior pero ahora con el terminal negativo de la fuente y la pata restante de la resistencia.
5. Encienda la fuente y mida el voltaje ab y anótelo.
6. Apague la fuente y cambie la resistencia por otra y vuelva medir el voltaje ab y anotarlo.[pic 5]
7.  Utilizar un mínimo de 3 resistencias

1. Segundo circuito:

1. Utilice la fuente del circuito anterior.
2. Apague la fuente antes de hacer cualquier conexión.[pic 6]
3. Conecte la resistencia en la placa de prueba.
4. Conecte un cable del terminal positivo de la fuente con una pata de la resistencia de 1kΩ
5. Conecte el otro extremo de la resistencia con la terminal cátodo del diodo en la placa de prueba.
6. Conecte un cable del terminal negativo de la fuente con la pata restante del diodo (ánodo) para cerrar el circuito[pic 7]
7. Mida la temperatura ambiente y calcule .[pic 8]
8. Encienda la fuente e incremente el voltaje de la fuente desde 0 en 0.1 desde 0.1 hasta llegar a 0.65 ó 0.7 y anote los valores requeridos en la tabla #2

1. Tercer circuito:

1. Conecte la fuente AC de voltaje.[pic 9]
2. Asegúrese de que la fuente este apagada antes de cualquier conexión.
3. Conecte la resistencia en la placa de prueba.
4. Conecte el terminal positivo de la fuente con la resistencia mediante el cable de conexión de la fuente
5. Conecte el terminal cátodo del diodo con la pata negativa de la fuente de voltaje en la placa de prueba.
6. Conecte el terminal ánodo del diodo con la terminal positiva de la fuente.[pic 10]
7. Conecte el osciloscopio y luego conecte el cable del canal 1 de tal manera que la positiva del canal 1 este con la entrada a la resistencia y la negativa con la salida de esta.
8. Conecte el positivo del canal 2 con el cátodo el diodo
9. Encienda la fuente al máximo, el osciloscopio y discuta lo que sucede con las señales.

1. Resultados y discusiones

No se logró graficar Vab vs Rint porque no contamos con la resistencia interna en la fuente DC.

Tabla 1. Variación de las resistencias indicadas en la Tabla.

[pic 11]

Figura 1. Gráfica Vab-vs-IL

En el grafico se aprecia que los voltajes de las resistencias son casi iguales o idénticos, ya que, las resistencias se encontraban en paralelo con la fuente, esto se debe a que la fuente no contaba con una resistencia interna como se indica en la figura del circuito 1. En cada resistencia se encontraron distintas corrientes porque las mismas variaban y por ende no serían la misma corriente para las mismas debido a que están en serie con la fuente y no son las mismas corrientes en serie.

...