DIODOS

DIODOS
CIRCUITOS CON DIODOS
SEMICONDUCTORES

Modelo Ideal :
Usaremos el diodo como un simple indicador on/off.

¿Conduce o no el diodo?

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Supongamos, inicialmente que el
diodo está en contacto, es decir:

La corriente circulante por el
diodo será

Pero no circula corriente por la
resistencia, por lo que:

Asumamos ahora que el diodo está
abierto. La II Ley de Kirchoffserá,
para este caso:

Lo que contradice la condición:

Para el diodo abierto. Por lo tanto,
conduce.

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Ejemplo; ¿Conduce o no el diodo de la figura?

Asumimos inicialmente que el diodo no
conduce.
El Voltaje a través de R2(10 Ω) será:

Aplicando la II Ley de Kirchoff a la rama
derecha, donde no fluye corriente:

Lo que indica que el diodo está
conectado en forma inversa, por loque
no circula corriente.

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Verifiquemos asumiendo que el diodo
conduce.
Como el diodo actúa como cortocircuito,
v1 y v2 son iguales. La I ley de Kirchof
aplicada al sistema se escribirá:

De donde puede concluirse que
Es decir, la corriente fluye desde la pila B hacia el diodo, y fluye en
dirección contraria a la supuesta.

Ejemplo 2: Determine si el siguiente diodo conduceusando los supuestos
on / off.

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La corriente
circuito será:

circulante

por

el

Siendo la conexión en serie, la
corriente a ambos lados del
circuito es igual por lo que:

Es decir v1 > 0. Recuerde el
esquema general.
El voltaje en la unión pn sería

Opuesto al voltaje en v1. LQQD.

Ejemplo 3: Rectificador de media onda

Este rectificador permite obtener solamente mediaonda, ya que permitirá el
paso de corriente sólo cuando la polaridad sea positiva.

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La corriente circulante por el diodo puede calcularse, en el
momento en que conduce, mediante:

Y el voltaje en la carga, por la ley de Ohm:

El valor medio del voltaje de la carga se obtiene integrando V(t) por todo un
período y dividiendo por un período (ojo, no confundir ambas operaciones):Esto es lo que se obtiene con un rectificador de media onda. Puede verse
que el voltaje útil es muy poco.

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Diodo Real

Diodo
real

En el modelo de diodo ideal que hemos utilizado
hasta el momento no hemos incluído el potencial
de contacto (offset potential). Para ello, incluímos
en serie una fuente tal como se muestra en la
figura con un voltaje igual al potencial de contacto.
Deesta manera, la conducción en el diodo se da
(usando los valores característicos para el silicon)
bajo la condición:

La gráfica del diodo ideal se desplaza hacia la
derecha, de modo que es una mejor
aproximación al comportamiento del diodo real.

Veamos cómo afecta al rectificador
de media onda que analizamos
previamente:

Para ello, incluímos una batería
con una f.e.m. igual alpotencial de
contacto Vγ.
El voltaje en el diodo será:

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Primero supongamos que el diodo
está abierto, esto significa que en

El valor de :

Si el voltaje de la fuente es mayor a =.6
V, entonces el diodo está cerrado y
circula una corriente

Resumiendo:

Como consecuencia la gráfica V(t) se ve “corregida” del siguiente
modo:

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Determinar el valor de v1 para que hayaconducción en el diodo

Primero reemplazamos el circuito
anterior por un modelo que incluya el
potencial de contacto
Por Ley de Conservación de
Energía

Pero:

De modo que la condición de conducción será:
Observe que el método es el mismo que el utilizado anteriormente, excepto
por el “desfase” originado por la inclusión del potencial de contacto.

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Rectificador de Onda
CompletaConstruiremos ahora sobre
diodos un rectificador de onda
completa como el que se
analizó sobre los antiguos
tubos de vacío. El esquema
equivalente será:
En este esquema, durante el
ciclo positivo el diodo superior
está en directo, y durante el
semiciclo negativo el diodo
inferior.

Mientras que en el semiciclo
negativo, circula una corriente:

Las gráficas para el voltaje en la...