ARTURO ECHANDIA


LABORATORIO I: EL DIODO Y SUS APLICACIONES

OBJETIVOS
Comprender el funcionamiento del diodo.
Determinar y representar la caracteristica voltamperimetrica de un diodo de unión empleando medidas de punto por punto.
Aprender una aplicación con diodo como rectificación de media onda.
Conocer los efectos del colocar un filtro a la salida de tensión.

FUNDAMENTO TEÓRICO
El diodo ideal
Es undispositivo semiconductor (unión p-n, con ánodo y cátodo) no lineal con características de corriente contra tensión, como la mostrada en la figura 1.1. Esta característica se conoce como lineal a segmentos, ya que la curva se construye con segmentos de rectas. Nótese que si se intenta colocar una tensión positiva (o directa) a través del diodo, la tensión tiende a cero. La pendiente de la curva esinfinita. Por lo tanto, bajo esta condición la resistencia es cero y el diodo se comporta como un corto circuito. Si se le coloca una tensión negativa (o inversa) a través del diodo, la corriente es cero y la pendiente de la curva también es cero. Por lo tanto, el diodo se comporta ahora como una resistencia infinita, o circuito abierto.
Figura 1.1: Curva característica del diodo ideal.

Operación deldiodo
La operación del diodo se explica mejor con la curva de la figura 1.2. Conforme la tensión en directa aumenta más alla de cero, la corriente no fluye de inmediato, es necesaria una tensión mínima, denotada por Vγ, para obtener una corriente significativa. Conforme la tensión tiende a exceder Vγ, la corriente aumenta con rapidez. La pendiente de la curva característica es grande pero noinfinita, como es el caso del diodo ideal. La tensión mínima necesaria para obtener una corriente significativa, Vγ, es aproximadamente 0.7V para semiconductores de silicio (a temperatura ambiente) y 0.2V para semiconductores de germanio. Para diodos de galio, Vγ es aproximadamente 1.2V.

Rectificación
Es el proceso de convertir una señal alterna (ca) en otra que se restringe a una sola dirección (cd).La rectificación se clasifica ya sea como de media onda o de onda completa.

Filtrado
Los impulsos de la onda rectificada pueden alisarse mediante filtros. Los filtros son elementos como los condensadores y los choques, los cuales se emplean como elementos pasivos del filtro.


MATERIALES

Resistencia de 100Ω / 1/2w (1)
Resistencia de 1000Ω / 1/2w (1)
Diodo rectificador 1N4001 (1)
Condensador de100F / 16V (1)
Condensador de 220F / 16V o 50V (1)
Condensador de 470F / 16V o 50V (1)
Protoboard (1)
Multímetro (1)
Osciloscopio (1)
Fuente de voltaje regulable 0-15Vcd (1)
Generador de funciones (1)
Cables de Conexión
Figura 1.2: Curva característica del diodo real

PROCEDIMIENTO
1. Implemente el circuito que se presenta en la figura 1.3.
Figura 1.3: Circuito con diodo en directa.

Circuitorealizado com él simulador Proteus:









2. Eleve el voltaje de la fuente V de 0 a 5 voltios (tomar 50 datos), y realice las mediciones de voltaje del diodo (VD) y corriente del diodo (ID), colocar los resultados en la tabla 1.1 y graficar VD vs. ID. Dibujar la curva en MatLab.





Tabla 1.1: Datos para curva del diodo.




CURVA ID VS VD REALIZADA EM MATLAB

3. Implemente el circuito que sepresenta en la figura 1.4. En los nodos Vi y Vo colocar las puntas del osciloscopio en el canal I y II respectivamente con referencia a tierra.
Figura 1.4: Circuito rectificador de media onda.

Circuito realizado en Proteus:




Onda de entrada(canal A) y onda de salida(canal B)





4. Coloque Vi a 10Vpp/60Hz, y observe la salida Vo en el osciloscopio, dibuje la onda de salida y compare lasalida Vo con la entrada Vi, use las cuadrículas de la figura 1.5. Realice la medición de amplitud de la onda de salida.














Figura 1.5: Señales de entrada y de salida.





5. Implemente el circuito que se presenta en la figura 1.6.
Figura 1.5: Circuito rectificador con filtro C.

6. Coloque Vi a 10Vpp/60Hz, y observe la salida Vo en el osciloscopio, dibuje la onda de salida y compare la...