ejercicio de diodos
Páginas: 5 (1098 palabras)
Publicado: 3 de septiembre de 2013
REGULADOR DE TENSIÓN CON LIMITACIÓN A 0,2A
La mayoría de los polímetros digitales baratos tienen una escala de corriente continua de 200mA, bastante adecuada para muchas de las medidas que se pueden hacer en clase sobre circuitos electrónicos sencillos. El aparato lleva un fusible de 200mA que se funde con mucha facilidad ante una conexión incorrecta sobre el circuito a probar.
Paraevitarlo he diseñado un pequeño regulador que me permita trabajar con una pila de petaca de 4,5V o un portapilas de 6V (4R6) sin el riesgo de fundir el fusible del polímetro. Lógicamente se busca la menor caída de tensión interna posible y unos componentes muy baratos y corrientes aunque la estabilización de la tensión de salida no sea excesiva (en cualquier caso es mejor que la de la propia pila).El circuito proporciona una tensión estabilizada de 3,2V aproximadamente, a partir de un diodo LED rojo que actúa como referencia de tensión y también como indicador luminoso de encendido. Probando con otros LED tendremos tensiones de salida ligeramente distintas.
Se pueden alimentar circuitos electrónicos que funcionen a 3V o lamparitas de bajo consumo. Unas lamparitas muy baratas se puedenobtener de los adornos de Navidad, concretamente de las tiras de 100 bombillas, que consumen unos 100mA
Si se coloca un transistor de germanio (T3) como sensor de la corriente de salida, tal como se ve en esquema, el circuito funciona correctamente desde una tensión de entrada de unos 3,5V aproximadamente. Si no se puede conseguir un transistor de germanio, se puede colocar un transistor de silicio(BC557 por ejemplo) pero requiere una tensión base-emisor mayor y la tensión de entrada debe ser al menos de 4V.
Cuando se trabaja a 6V conviene colocar un pequeño radiador al transistor T4, que en caso de cortocircuito disipa un poco más de 1W. Basta un pequeño trozo de aluminio en forma de U.
El circuito impreso se ha diseñado muy compacto para poder colocar el montaje en un pequeñotrozo de tubo de plástico o incluso dentro de un rotulador fluorescente gastado. Para realizarlo se ha usado WinCircuit2002, un programa muy simple para realizar circuitos impresos que se puede descargar desde http://www.kagi.com/alain.michel El archivo con extensión "CI" que se adjunta se puede abrir con él e imprimir las pistas, la serigrafía o lo que se deseé.
Se adjunta también el archivocorrespondiente a la simulación con crocodile clips V3, aunque ese programa presupone que todos los transistores son de silicio, por lo que R3 debe de ser de 3,3 ohmios para mantener la limitación de corriente a 200mA (aprox.). La tensión de entrada mínima en ese caso debe de ser de 4V. La simulación no es idéntica pero sí razonablemente parecida al comportamiento real del prototipo realizado.¡Si la limitación de corriente no es justo a 200 ma, habrá que modificar experimentalmente el valor de r3!
1.- Dados los siguientes circuitos, calcular la c.d.t. en cada componente, considerando a los diodos de silicio, mediante la segunda aproximación.
.- En el primer caso, el diodo D, estaría polarizado inversamente, con lo que la intensidad que circularía por el, y por lo tanto por elcircuito, seria cero, con lo que el voltaje en R valdría cero, siendo VD=Vcc=30v
.- En el segundo caso, los tres diodos D1, D2, y D3 están polarizados directamente, por lo que según el modelo de la segunda aproximación se pueden sustituir por una c.d.t. de 0,7v (silicio).
Para calcular el voltaje en la resistencia:
Para calcular la intensidad por el circuito tendremos:
2.- Con ayuda de lasiguiente gráfica de un diodo de silicio, determinar el punto Q y la c.d.t. en la resistencia en el circuito:
Gráfica de un diodo de silicio.
Como se ve en el anterior circuito, el diodo esta polarizado directamente, y necesitamos para determinar el punto Q, trazar la recta de carga, que viene determinada por el valor de los componentes del circuito, es decir R y Vcc.
Los puntos de corte...
La mayoría de los polímetros digitales baratos tienen una escala de corriente continua de 200mA, bastante adecuada para muchas de las medidas que se pueden hacer en clase sobre circuitos electrónicos sencillos. El aparato lleva un fusible de 200mA que se funde con mucha facilidad ante una conexión incorrecta sobre el circuito a probar.
Paraevitarlo he diseñado un pequeño regulador que me permita trabajar con una pila de petaca de 4,5V o un portapilas de 6V (4R6) sin el riesgo de fundir el fusible del polímetro. Lógicamente se busca la menor caída de tensión interna posible y unos componentes muy baratos y corrientes aunque la estabilización de la tensión de salida no sea excesiva (en cualquier caso es mejor que la de la propia pila).El circuito proporciona una tensión estabilizada de 3,2V aproximadamente, a partir de un diodo LED rojo que actúa como referencia de tensión y también como indicador luminoso de encendido. Probando con otros LED tendremos tensiones de salida ligeramente distintas.
Se pueden alimentar circuitos electrónicos que funcionen a 3V o lamparitas de bajo consumo. Unas lamparitas muy baratas se puedenobtener de los adornos de Navidad, concretamente de las tiras de 100 bombillas, que consumen unos 100mA
Si se coloca un transistor de germanio (T3) como sensor de la corriente de salida, tal como se ve en esquema, el circuito funciona correctamente desde una tensión de entrada de unos 3,5V aproximadamente. Si no se puede conseguir un transistor de germanio, se puede colocar un transistor de silicio(BC557 por ejemplo) pero requiere una tensión base-emisor mayor y la tensión de entrada debe ser al menos de 4V.
Cuando se trabaja a 6V conviene colocar un pequeño radiador al transistor T4, que en caso de cortocircuito disipa un poco más de 1W. Basta un pequeño trozo de aluminio en forma de U.
El circuito impreso se ha diseñado muy compacto para poder colocar el montaje en un pequeñotrozo de tubo de plástico o incluso dentro de un rotulador fluorescente gastado. Para realizarlo se ha usado WinCircuit2002, un programa muy simple para realizar circuitos impresos que se puede descargar desde http://www.kagi.com/alain.michel El archivo con extensión "CI" que se adjunta se puede abrir con él e imprimir las pistas, la serigrafía o lo que se deseé.
Se adjunta también el archivocorrespondiente a la simulación con crocodile clips V3, aunque ese programa presupone que todos los transistores son de silicio, por lo que R3 debe de ser de 3,3 ohmios para mantener la limitación de corriente a 200mA (aprox.). La tensión de entrada mínima en ese caso debe de ser de 4V. La simulación no es idéntica pero sí razonablemente parecida al comportamiento real del prototipo realizado.¡Si la limitación de corriente no es justo a 200 ma, habrá que modificar experimentalmente el valor de r3!
1.- Dados los siguientes circuitos, calcular la c.d.t. en cada componente, considerando a los diodos de silicio, mediante la segunda aproximación.
.- En el primer caso, el diodo D, estaría polarizado inversamente, con lo que la intensidad que circularía por el, y por lo tanto por elcircuito, seria cero, con lo que el voltaje en R valdría cero, siendo VD=Vcc=30v
.- En el segundo caso, los tres diodos D1, D2, y D3 están polarizados directamente, por lo que según el modelo de la segunda aproximación se pueden sustituir por una c.d.t. de 0,7v (silicio).
Para calcular el voltaje en la resistencia:
Para calcular la intensidad por el circuito tendremos:
2.- Con ayuda de lasiguiente gráfica de un diodo de silicio, determinar el punto Q y la c.d.t. en la resistencia en el circuito:
Gráfica de un diodo de silicio.
Como se ve en el anterior circuito, el diodo esta polarizado directamente, y necesitamos para determinar el punto Q, trazar la recta de carga, que viene determinada por el valor de los componentes del circuito, es decir R y Vcc.
Los puntos de corte...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.