Experimento 3 El Diodo Zener y el LED

Experimento 3

El Diodo Zener y el LED

Clave del Curso: ITE-212-P

Nombre de la materia: Lab. Electrónica I

Nombre del autor:         María Angélica Gómez Torres

Día de realización del experimento: 8/06/2020

Día de entrega del reporte 15/06/2020

[pic 1]

Escuela de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Facultad de Ciencias e Ingeniería

Pontifica Universidad Católica Madre y Maestra

Campus Santiago

Tabla de contenido

Objetivos        1

Teoría        2

Equipos y Componentes        4

Procedimiento experimental        5

Observaciones, datos, hallazgos y resultados        7

Observaciones en datos        8

Gráficos        9

Recomendaciones y conclusiones        10

Tabla de Figuras

Figura 1. Circuito con diodo Zener.        5

Figura 2. Circuito regulador de voltaje.        5

Figura 3. Circuito con diodo LED.        6

Figura 4. Circuito con varios diodos LEDs.        6

Figura 5.Grafica del diodo Zener        9

Tabla de Ilustraciones

Ilustración 1. Diodo Zener.        2

Ilustración 2. Símbolo del Zener.        2

Ilustración 3. Grafica característica del diodo Zener.        2

Ilustración 4. Diodo LED.        3

Tablas

Tabla 1. Resultados circuito de la figura 1.        7

Tabla 2. Resultados del circuito de la figura 2.        7

Tabla 3. Resultados resistencias Max. y Min. Circuito figura 2.        7

Tabla 4. Resultados del circuito de la figura 3.        7

Tabla 5. Resultados del circuito de la figura 4.        7

Objetivos

1. Determinar las curvas características de un diodo Zener.
2. Construir un regulador de voltaje con diodo Zener.
3. Conocer el funcionamiento y características principales del LED (Light Emitter Diode).

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Teoría

El diodo Zener es un diodo de cromo que se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas, recibe ese nombre por su inventor, el Dr. Clarence Melvin Zener. El diodo Zener es la parte esencial de los reguladores de tensión casi constantes con independencia de que se presenten grandes variaciones de la tensión de red, de la resistencia de carga y temperatura.[pic 2][pic 3]

[pic 4][pic 5]

Si a un diodo Zener se le aplica una corriente eléctrica del ánodo al cátodo (polarización directa) toma las características de un diodo rectificador básico, pero si se le suministra corriente eléctrica de cátodo a ánodo (polarización inversa), el diodo solo dejara pasar una tensión constante.[pic 6][pic 7]

Por lo tanto, el diodo Zener debe ser polarizado al revés para que adopte su característica de regulador de tensión.

Su símbolo es como el de un diodo normal, pero tiene dos terminales a los lados. Este diodo se comporta como un diodo convencional en condiciones de alta corriente porque cuando recibe demasiada corriente se quema.

El diodo Zener puede ser polarizado inversa y directamente.

• Polarización directa: de esta manera funciona como un diodo normal, comienza a conducir a los 0.7 v en caso de ser de silicio.

• Polarización inversa: En esta zona, circula solamente una pequeña corriente inversa.

Zona de ruptura: En la zona de ruptura, tiene un codo muy pronunciado, seguido de un aumento casi vertical de la corriente (como se puede observar en la gráfica).  Es importante observar que el voltaje es casi constante igual al voltaje Zener en la mayor parte de la zona de ruptura.

Estos diodos se diseñan con capacidad para disipar una potencia suficiente que les permita trabajar, en la zona de ruptura, sin deteriorarse. El proceso de ruptura del diodo Zener es irreversible, pues, cuando la tensión aplicada es menor que Vz el diodo vuelve a su condición de alta resistencia interna con bajísimas corrientes inversas. (Marcobo, 1995).

Un diodo emisor de luz es un diodo de unión p-n, fabricado casi siempre con un material semiconductor como el arseniuro de aluminio y galio (AIGaAs) o el arseniuro fosfuro de galio (GaAsP). Los LED emiten luz por emisión espontanea: la luz se emite como resultado de la recombinación de electrones con huecos. Cuando tienen polarización directa, los portadores minoritarios se inyectan a través de la unión p-n. una vez atravesada la unión, esos portadores minoritarios se recombinan con portadores mayoritarios y desprenden energía en forma de luz.[pic 8][pic 9]

Este proceso es esencialmente el mismo que en un diodo semiconductor convencional, pero en los LED se eligen ciertos materiales semiconductores y dopantes tales que el proceso es radioactivo; esto es, que se produce un fotón, este es un cuanto de energía de onda electromagnética. Los fotones son partículas que viajan a la velocidad de la luz, pero que en reposo no tienen masa. En los diodos semiconductores convencionales, el proceso es principalmente no radioactivo, y no se generan fotones. La banda prohibida del material que se usa para fabricar el LED determina el color de la luz que emite, y si la luz es visible al ojo humano. (Tomasi, 2004).

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