Diodos

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA ELC-115 LABORATORIO 1 CARACTERÍSTICAS DEL DIODO Mediciones de Laboratorio y Simulaciones de Circuitos con Semiconductores usando SPICE Introducción SPICE es capaz de realizar análisis DC, AC y transitorio en circuitos no-lineales que contienen dispositivos semiconductores tales como diodos y transistores. Mucho de lo que puede seraprendido aquí también se aplica a los transistores. El análisis a mano de estos tipos de circuitos puede ser instructivo, pero un poco tedioso. Típicamente, se asumen muchas simplificaciones en el análisis a mano de un circuito con transistores para verificar su funcionamiento básico. Subsecuentemente, SPICE es usado para mejorar el estimado del desempeño del circuito. SPICE es una herramienta de diseñode circuitos, y no es un sustituto de un buen entendimiento de circuitos y dispositivos. En este laboratorio usted medirá los dispositivos de SPICE que serán usados en las simulaciones requeridas. Si estudia el formato del modelo de SPICE para el diodo, se dará cuenta de que existen muchos (más de 10) parámetros que SPICE puede usar para describir mejor los componentes del mundo real. Usted va aobtener algunos de esos parámetros en el laboratorio y tratar de hacer que sus datos coincidan con su simulación en SPICE. Durante este ejercicio usted ganará familiaridad con el funcionamiento de circuitos no-lineales, y las fortalezas y debilidades del modelado por computadora. Tareas de Laboratorio Tarea 1 – Características del Diodo: La Curva I-V.

Circuito A: R1 = 500 Ohm y D1 = 1N914 (a)Seleccione um diodo de silicio de señal (por ejemplo el 1N914) y coloque una etiqueta con cinta para referencia futura.

(b) Usando una fuente de alimentación DC y dos multímetros digitales, mida y trace el gráfico de la característica corriente contra voltaje en el rango -1 voltio hasta +1 voltio. Para polarización directa, escoja corrientes que incrementen en una secuencia de 1, 2, 5, 10 mA.Use una resistencia de aproximadamente 500 ohm para proteger el dispositivo, y asegúrese de no exceder una corriente en directa de I = 100 mA, aún si esto ocurre antes de alcanzar una caída de voltaje en directa de 1 voltio. (c) Describa sus resultados y ajústelos a la ecuación del diodo de “Shockley”. Extraiga el valor de Is, de su trazo, asumiendo que la ecuación de Shockley es válida. (d) Losdiodos reales tienen resistencias del orden de 100 ohm. Si no toma en cuenta esto cuando resuelva el circuito para calcular la corriente, sus resultados pueden ser incorrectos. Considere el modelo siguiente:

Usando los datos de dos puntos, usted debería ser capaz de determinar tanto Rs como Is para el diodo real – 100 uA y 10 mA son dos buenos valores de corriente a usar para este tipo de diodo.La ecuación siguiente describe el modelo Shockley:
éI ù Vd = VT ln ê d + 1ú + Rs I d ë Is û Usted puede obtener datos de dos puntos usando los valores sugeridos de corriente y resolver las ecuaciones simultáneas, o también puede simplificar el análisis, despreciando uno de los términos para uno de los puntos de datos (tomando en cuenta de que Rs es a lo sumo de 100 ohm). Usar ambos Rs e Is, ensus modelos de SPICE.

Tarea 2 – Características del Diodo: Grandes Señales.

Circuito B: R1 = 1 kohm y D1 = 1N914. (a) Armar el circuito de la figura B. Aplique una onda senoidal de +10V con un desplazamiento de 0 V en Vin. Observe la salida en extremos de la resistencia R1. (b) Graficar, sobre una pieza de papel gráfico lineal-lineal, las formas de onda de entrada (Vin) y de salida (voltajeen extremos de R1) que usted observa. Indicar y etiquetar los puntos en el voltaje máximo y mínimo. Explicar la diferencia entre la entrada y la salida.

Circuito C: R1 = 100 Ohm y D1 = 1N914 (c) Modificar el circuito de acuerdo a lo mostrado en el circuito C. Obsevar la forma de onda tal como se hizo en la parte (a) usando una señal de +10V pico-a-pico. (d) Dibujar sobre una pieza de papel...