CURVA DEL DIODO

CURVA DEL DIODO

Borja Pino Richard, Quiroz Osorio Anderson, Vargas Garzon Yeferson

richardborja301056@correo.itm.edu.co

yefersonvargas302223@correo.itm.edu.co

andersonquiroz298449@correo.itm.edu.co

Instituto Tecnológico Metropolitano ITM

Facultad De Ingenierías

Medellín, Antioquia, Colombia

Agosto - 2021

Resumen— Un diodo es un elemento semiconductor conformado por dos materiales: tipo “n” (portador mayoritario de cargas negativas/electrones) y tipo “p” (portador mayoritario de huecos/protones) los cuales son hechos normalmente a base de cristales puros de silicio (Si) o de germanio (Ge). Esta unión permite que haya un flujo de corriente solamente en un sentido (Malvino, 2007).

La curva característica muestra la relación voltaje-corriente en un diodo. Se espera que, entre más pequeño sea el voltaje, menos corriente circulará a través del diodo. Cuando se llega al voltaje umbral la corriente se incrementará de manera rápida aun cuando se realicen pequeños cambios de tensión

Palabras clave: Circuito eléctrico, fuente de voltaje, Diodo, resistencia, Voltaje Umbral, Polarización, Semiconductor, Ánodo, Cátodo, LED, Curva Característica, Simulación.

Abstract— A diode is a semiconductor element made up of two materials: type "n" (majority carrier of negative charges / electrons) and type "p" (majority carrier of holes / protons) which are normally made from pure silicon crystals (Si) or germanium (Ge). This junction allows current flow only in one direction (Malvino, 2007).

The characteristic curve shows the voltage-current relationship in a diode. It is expected that the smaller the voltage, the less current will flow through the diode. When the threshold voltage is reached the current will increase rapidly even with small voltage changes.

Keywords: Electrical circuit, Voltage source, Diode, Resistance, Threshold voltage, Polarization, semiconductor, Anode, Cathode, LED, Characteristic Curve, Simulation.

Objetivos:

General:

• Comprender el funcionamiento de un diodo.
• Obtener la curva característica de un diodo.

Específicos:

• Analizar la relación corriente/voltaje en un diodo.

1. INTRODUCCIÓN.

La curva del diodo establece y muestra la relación voltaje-corriente en un diodo, todo esto evaluado en sus terminales.

 Se espera que, entre más pequeño sea el voltaje, menos corriente circulará a través del diodo. Cuando se llega al voltaje umbral la corriente se incrementará de manera rápida aun cuando se realicen pequeños cambios de tensión.

Teniendo en cuenta esto, se deben realizar las mediciones en el diodo variando el voltaje en la fuente de tensión desde 0 V hasta 10 V

[pic 1]

Figura 1: Ejemplo de como se ve la curva del diodo, en 0.7 se incrementará la curva aun así haya cambios en la tensión.)

La siguiente secuencia de pasos dará a entender cómo obtener la curva del diodo:

1. Para encontrar o trazar la curva característica de un diodo, se necesitan medir dos variables: voltaje entre las terminales del diodo y corriente a través del elemento.
2. Como anteriormente se explicó, el voltaje umbral es muy pequeño, normalmente menor a 1 V. Teniendo en cuenta esto, se deben realizar las mediciones en el diodo variando el voltaje en la fuente de tensión desde 0 V hasta 10 V (en pasos de 0.2V). Para poder medir los parámetros se debe hacer un montaje similar al de la figura 8, en este caso puede utilizarse una resistencia de 100 Ω a 1W.
3. Al obtener los datos se deben tabular para graficar la curva. La gráfica se puede hacer de forma manual o de manera más rápida y precisa a través de Excel o una herramienta graficadora.

1. SIMULACIONES, CALCULOS Y ANALISIS

[pic 2]

Figura 9

Este es un circuito que se encuentra totalmente en serie, contiene una fuente de voltaje, un diodo, una resistencia y una conexión a tierra.

El semiconductor funciona como un interruptor unidireccional, quiere decir que le brinda una sola dirección al flujo de corriente del circuito.

Debemos medir la corriente a través del diodo y el voltaje entre las terminales del diodo para cada uno de los valores que tomemos para V1

Para esto simulamos 13 veces el circuito con valores diferentes para V1

[pic 3]

Para V1 con 0.3v y 0.5v

[pic 4]

Para V1 con 0.7v y 1v

[pic 5]

Para V1 con 2v y 3v

[pic 6]

Para V1 con 4v y 5v

[pic 7]

Para V1 con 6v y 7v

[pic 8]

Para V1 con 8v, 9v y 10v

Con los datos obtenidos llene la tabla 2 y trace la curva característica apoyándose en la explicación 2.6.

Obteniendo estos valores, ya podemos ubicar en un plano los puntos para la elaboración de la curva.

Recordemos que el voltaje umbral del Silicio es de 0.7V, esperamos que allí se dispare la curva.

En la zona vertical ubicamos la corriente con valores en miliamperios, y en la zona horizontal ubicamos el voltaje V1

[pic 9]

•        ¿Qué pasaría si se cambia la resistencia de la figura 9 por una de 1K, 10K y 1M?

Ocurre un cambio en los valores de las variables Vd e Id, empiezan a disminuir levemente cuando el voltaje fuente es bajo y disminuyen considerablemente cuando el voltaje fuente es mayor.

•        Si se hacen pasos de 0.2 V hasta 8 V ¿Qué pasaría con la curva característica?

La curva seria siendo similar a la elaborada anteriormente.

•        Consulte al menos 2 aplicaciones de los diodos. Explique su funcionamiento.

Rectificador de onda:

Independientemente de que existen otras formas de rectificadores de onda completa, el más sencillo está basado en un puente rectificador de cuatro diodos y un condensador: En este sistema, al circular la corriente alterna por el puente rectificador los diodos D3 y D4 separan los semiciclos positivos y D1 y D2 separan los semiciclos negativos. El condensador C1 se encarga de sostener la tensión resultante en la fracción de segundo en que la fuente de Corriente Alterna (AC) cambia su polaridad.

Fuente: https://www.ecured.cu/Rectificador_de_onda_completa

Diodo LED: Un diodo LED es un dispositivo que permite el paso de corriente en un solo sentido y que al ser polarizado emite un haz de luz. Trabaja como un diodo normal, pero al recibir corriente eléctrica emite luz. Los LED trabajan aproximadamente con corriente de 2V. Para conectarlos a un voltaje distinto, se debe usar una resistencia.

Su funcionamiento es bastante simple, se conecta la corriente al semiconductor superior del diodo LED lo cual permitirá el paso de corriente eléctrica y hará que el semiconductor emita luz. Según el material del que esté elaborado el semiconductor, los diodos LED proyectarán luces de distintos colores.

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