LABORATORIO N° 2 “DIODOS SEMICONDUCTORES”

CURSO: ELECTRONICA

CODIGO: G06113

LABORATORIO N° 2

“DIODOS SEMICONDUCTORES”

Alumno(s) : Apellidos y nombres nota

Frank Néstor, Mamani Apaza

Ing. Hernando, Prada

Programa profesional C – 2 Grupo “F”

Fecha de entrega 16 09 2013 Mesa de grupo: 8

1. Introducción.

En electrónica, una fuente de alimentación es un dispositivo que convierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador, televisión, impresora, router, etc.).

A continuación se estudia a través de prácticas con diodos rectificadores como es el funcionamiento de estos con diferentes configuraciones de circuitos, para esto se utiliza una fuente de señal alterna, se explica también a través del osciloscopio, para caracterizar un circuito rectificador con diodos, así se compara con la teoría los resultados obtenidos para verificar el correcto funcionamiento, se puede ver a continuación a través de tablas y gráficos, las distintas medidas tomadas en cada circuito, para un mejor detalle de todo lo experimentado.

2. Objetivos:

• Observar, analizar e interpretar las ondas del rectificador de onda completa con diferentes resistencias de carga.

• Observar, analizar e interpretar las ondas del rectificador de onda completa con diferentes condensadores de carga.

• Medir los valores medidos de tensión y corriente.

• Deteccion de fallas

3. Material y equipo.

- 1 circuito de ensayo: Tarjeta II.1-SN2 - Conector.

- Multímetro Digital y amperímetro. - Conectores.

- Osciloscopio.

- Alambres.

4. Seguridad en la ejecución del laboratorio.

5. Fundamento teórico.

Debido al alto rizo de la tensión continua de salida, los circuitos rectificados de media onda, a pesar del condensador de carga, son solamente aceptables en caso de corrientes de carga de hasta aproximadamente 50 mA y donde no existen exigencias especiales para tensión de rizo mínimas. Por esto se usan mayormente los circuitos de rectificación de onda completa para la alimentación de circuitos electrónicos. En estos circuitos se aprovechan ambos semiciclos de las tensión alterna de entrada. Entre los circuitos rectificados de onda completa se diferencian el circuito de onda completa con toma central (M2U) y el circuito de onda completa en puente (B2U).

5.1 Rectificación de media onda.

El análisis de los diodos se ampliará para incluir las funciones variables en el tiempo tales como la forma de onda senoidal y la onda cuadrada.

La red más simple que se examinará con una señal variable en el tiempo aparece en la figura No. 1. Por el momento se utilizará el modelo ideal para asegurar que el sistema no se dificulte por la complejidad matemática adicional.

Figura 1. Rectificador de Media Onda

A través de un ciclo completo, definido por el periodo T de la figura 1, el valor promedio (la suma algebraica de las áreas arriba y abajo del eje) es cero. El circuito de la figura No. 1, llamado rectificador de media onda, generará una forma de onda Vo , la cual tendrá un valor promedio de uso particular en el proceso de conversión de ac a dc. Cuando un diodo se usa en el proceso de rectificación, es común que se le llame rectificador. Sus valores nominales de potencia y corriente son normalmente mucho más altos que los diodos que se usan en otras aplicaciones, como en computadores o sistemas de comunicación.

Figura 2. Región de conducción (0-T/2)

Durante el intervalo t= 0 T/2 en la figura No. 1, la polaridad del voltaje aplicado Vi es como para establecer "preciso" en la dirección que se indica, y encender el diodo con la polaridad indicada arriba del diodo. Al sustituir la equivalencia de circuito cerrado por el diodo dará por resultado el circuito equivalente de la figura No. 2, donde parece muy obvio que la señal de salida es una réplica exacta de las señal aplicada. Las dos terminales que definen el voltaje de salida están conectadas directamente a la señal aplicada mediante la equivalencia de corto circuito del diodo.

Para el periodo T/2 T, la polaridad de la entrada Vi es como se indica en la figura No. 3, y la polaridad resultante a través del diodo ideal produce un estado "apagado" con un equivalente de circuito abierto. El resultado es la ausencia de una trayectoria para el flujo de carga y Vo= iR= (0)R=0 V para el periodo T/2 T. La entrada Vi y la salida Vo se dibujaron juntas en la figura No. 4 con el propósito de establecer una comparación. Ahora, la señal de salida Vo tiene un área neta positiva arriba del eje sobre un periodo completo, y un valor promedio determinado por:

Vdc = 0.318 Vm Media onda (1.0)

Figura 3. Región de no conducción (T/2 – T).

Figura 4. Señal rectificada de media onda.

Al proceso de eliminación de la mitad de la señal de entrada para establecer un nivel dc se le llama rectificación de media onda.

El efecto del uso de un diodo de silicio con VT= 0.7 V se señala en la figura 5 para la región de polarización directa. La señal aplicada debe ser ahora de por lo menos 0.7 V antes que el diodo pueda "encender". Para los niveles de Vi menores que 0.7 el diodo aún está en estado de circuito abierto y Vo = 0 V, como la misma figura. Cuando conduce, la diferencia entre Vo y Vi se encuentra en un nivel fijo de VT= 0.7 V y Vo = Vi – VT, según se indica en la figura. El efecto neto es una reducción en el área arriba del eje, la cual reduce de manera natural el nivel resultante del voltaje dc. Para las situaciones donde Vm >> VT, la siguiente ecuación puede aplicarse para determinar el valor promedio con un alto nivel de exactitud.

Vdc = 0.318 (Vm – VT) (2.0)

Figura 5. Efecto de VT sobre la señal rectificada de media onda.

Si Vm es suficientemente más grande que VT, la ecuación (1.0) es a menudo aplicada como una primera aproximación de Vdc.

5.2 Rectificador de onda completa.

Un Rectificador de onda completa es un circuito empleado para convertir una señal de corriente alterna de entrada (Vi) en corriente continua de salida (Vo) pulsante. A diferencia del rectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la señal se convertirá en negativa, según se necesite una señal positiva o negativa de corriente continua

29. Empleando el circuito de medición como en el punto 22:

30. Conecte C4=22µF(Br. 10/11) y mida la tensión de salida U2 a la rejilla.

31. Complete:

U2max = 15 V

U2min = 0 V

Uriz2pp= 4.4 V

F = 120 Hz

U2 = 1,94 V

IL = 26mA

32. Conecte C5=47µF (Br. 10/13) y mida la tensión de salida U2 con el osciloscopio. Trasfiera la curva de U2 a la rejilla.

33. Complete:

U2max = 15 V

U2min = 0V

Uriz2pp= 8.3 V

F =120 Hz

U2 =1.03 V

IL = 29mA

34. Conecte C3=100µF (Br. 10/13) y mida la tensión de salida U2 con el osciloscopio. Trasfiera la curva de U2 a la rejilla.

35. Complete:

U2max = 15 V

U2min = 0V

Uriz2pp= 0.86 V

F = 120 Hz

U2 = 0.49 V

IL = 31mA

36. ¿Qué relación existe entre el valor de la tensión de rizo Uriz2pp y el valor de la capacitancia del condensador de carga, con una resistencia de carga constante?

La relación es que si aumenta la capacitancia el rizo disminuye, entonces es inversamente proporcional.

7. Observaciones.

• Se observó de que antes de hacer el laboratorio teníamos que hacer el ATS (análisis de trabajo seguro), para analizar los peligros que avían y así empezar con el laboratorio.

• Se observó de que para tener una correcta toma de datos, el tablero debe de estar en buenas condiciones, para lo cual tuvimos que revisar los diodos , si tenía continuidad, todo con el multímetro.

• Se observó de la última cara del procedimiento teníamos que hacer una simulación con cualquier programa.

• Se observó de que al finalizar el laboratorio teníamos que hacer limpieza respectiva a cada una de nuestras mesas.

8. Conclusiones.

• Se comprobó en lo experimentado

...