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Tema 3. Circuitos con diodos.

Tema 3

CIRCUITOS CON DIODOS.
1.- Aplicación elemental.
2.- Circuitos recortadores (limitadores).
2.1.- Resolución de un circuito recortador utilizando las cuatro aproximaciones del
diodo.
2.1.1.- Resolución utilizando la primera aproximación.
2.1.2.- Resolución utilizando la segunda aproximación.
2.1.3.- Resolución utilizando la tercera aproximación.
2.1.4.-Resolución utilizando la aproximación de diodo ideal.
2.2.- Otros circuitos recortadores.
2.3.- Circuito recortador a dos niveles.
3.- Circuitos rectificadores.
3.1.- Rectificador de media onda.
3.1.1.- Cálculo de la corriente.
3.1.2.- Cálculo de la tensión en el diodo.
3.2.- Rectificador de onda completa.
3.2.1.- Circuito con dos diodos.
3.2.1.1.- Cálculo de las corrientes.
3.2.1.2.- Cálculo de lastensiones en los diodos.
3.2.2.- Circuito con puente de diodos.
3.2.2.1.- Cálculo de las corrientes.
3.2.2.2.- Cálculo de las tensiones en los diodos.
4.- Filtrado de condensador.

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Tema 3. Circuitos con diodos.

1.- APLICACIÓN ELEMENTAL.
Supongamos el circuito del apartado 4 del tema anterior. La señal de entrada es
vi = VM sen t. Vamos a calcular la función de transferencia del circuito (vo =f(vi)) y la
tensión de salida vo.
ID (mA)

m=1/Rf

vi

RL

i

vo
VD (V)
m=1/Rr

A

V

Los pasos a seguir para la resolución de este tipo de circuitos serán los
siguientes:
1.-

Suponer un estado del diodo.

2.-

Sustituir el diodo por su modelo y resolver el circuito (cálculo de tensiones e
intensidades.

3.-

Comprobar qué condición debe de cumplir la entrada para que el diodo esté en el
estadosupuesto.

a/.- Suponemos que el diodo está en inversa (vD  0).

Sustituimos el diodo por su modelo equivalente. En este caso una resistencia de
valor Rr.

Rr
vi

i

i
RL

vo

vi
RL  Rr

vo  R L  i  R L 

vi
RL

 vi
RL  Rr RL  Rr

La condición que se debe de cumplir para que el diodo esté en inversa es que la
corriente circule en el sentido de cátodo a ánodo, es decir:

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Tema 3.Circuitos con diodos.

vi
 0  vi  0
RL  Rr

i0

Por tanto:

Si v i  0  v o 

RL
 vi
RL  Rr

b/.- Suponemos que el diodo está en directa pero no hay conducción (0  vD  V)

Sustituimos el diodo por su modelo equivalente. En este caso un circuito abierto.
A

C
RL

vi

vo  0

vo

La condición para que el diodo esté en corte es 0vDV
vD  vA  vC 

v A  vi
 v D  vi

vC  0


Portanto

Si 0  vi  V

 vo  0

c/.- Suponemos que el diodo está en conducción (vD  V)

Sustituimos el diodo por su modelo equivalente. En este caso una resistencia de
valor Rf en serie con una fuente de tensión de valor V.

A
vi

V

Rf

1

i

2C

RL

i
vo

v i  V
Rf  RL

vo  R L  i 
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RL
 ( v i  V )
Rf  RL

Tema 3. Circuitos con diodos.

La condición que se debe de cumplir paraque el diodo esté en conducción es
que la corriente circule en el sentido de ánodo a cátodo, es decir:
i0

v i  V
 0  vi  V
Rf  RL

Por tanto
Si vi  V

 vo 

RL
 (vi  V )
RL  Rf

En resumen:
RL
 vi
RL  Rr
 vo  0

Si vi  0  v o 

Si 0  vi  V
Si vi  V

 vo 

RL
 ( vi  V )
RL  Rf

La curva característica del circuito es la representada a continuación:
vo

vo 

RL(vi V )
RL Rf

vi
vo 

RL
 vi
RL  Rr
D. Inversa

V

D. Corte

D. Conducción

A continuación representamos la tensión de salida vo (t) cuando la tensión de
entrada es vi =sen(t)

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Tema 3. Circuitos con diodos.

Vo

Vo
RL
 (VM  V )
RL  Rf

vi

T/2
t1

V

T/4

3T/4

T

t

t2
RL
 VM
R L  Rr

VM

-VM

vi

t1
T/4
t2
T/2
3T/4
T
t

2.- CIRCUITOS RECORTADORES (LIMITADORES).

2.1.- Resoluciónde un circuito recortador utilizando las cuatro aproximaciones del
diodo.

Vamos a resolver el circuito de la siguiente figura.

R=1K

vi

vo

v i  20  sent

VR= 10 V

Y vamos a resolverlo para cada una de las cuatro aproximaciones del diodo.

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2.1.1.- Resolución utilizando la primera aproximación

ID (mA)

Rf = 20 
m=1/Rf

Rr = 100 K
V = 0,7 V

VD (V)...