Limitadores y sujetadores de tensión con diodos

Limitadores y sujetadores de tensión, configuraciones de diodos
Carlos Rengifo Escobar-2086150
Facultad de ingeniería, Departamento de Automática y Electrónica, Universidad Autónoma de Occidente, Cali, Colombia
carlosrengiifo@hotmail.com

Resumen- Este trabajo tiene como objetivo ratificar la importancia de dos de las últimas configuraciones en red de diodos usadas para infinidad decontextos electrónicos. Los limitadores y sujetadores de tensión, tienen en cuenta el uso adicional de condensadores para trabajar sobre una señal de entrada Vi, buscando como objetivo no solo obtener diferentes comportamientos en la señal de entrada sino también brindar protección a una red gracias a las características de los dos diodos semiconductores.

Palabras clave: diodo de señal, rectificador,resistencia de carga.

1. INTRODUCCIÓN- Una configuración red limitadora de tensión usa la ventaja de la conexión de un diodo en polarización directa para obtener una señal de salida en una carga con un nivel de potencial limitado a la tensión de conexión de salida del diodo.

Por medio de este informe haremos un contraste entre el análisis teórico y simulado tanto para el limitador y elsujetador, aspirando a plasmar excelentes conclusiones de la investigación, tomando ejemplos prácticos del libro Electrónica teoría de circuitos de Robert Boylestad.

A diferencia del limitador, el sujetador transforma la señal de entrada para sostener una tensión en la carga de mayor magnitud según la configuración de la red que la describe (como mínimo la red sujetadora de tensión debe tener uncapacitor, un diodo y un resistor como carga).

2. MARCO TEÓRICO- Limitador de tensión: Los diodos usados en fuente de alimentación son diodos rectificadores, con una potencia nominal mayor de 0.5W y optimizados para 60 Hz. Pero, también existe en el mercado una serie de pequeños diodos de señal, con potencias nominales menores a 0.5W, trabajando con corrientes de mA. El circuito limitador detensión remueve los voltajes de señales arriba o debajo de un nivel especificado y es útil no solo para formar señales sino también para protección de circuitos que reciben la señal. [1]

Los hay de varias características:
a) Limitador positivo-Suprime las partes positivas de la señal para el primer semiciclo de la onda de entrada al nivel de tensión del diodo. Para el segundo semiciclo la cargatoma más del 90% del nivel de tensión de la fuente (Diodo abierto).

Fig. 2.1- Limitador de tensión positivo.

b) Limitador negativo- Cumple la misma función del limitador positivo, en este caso el recorte de la señal ocurre en los ciclos negativos cuando se invierte el sentido del diodo.
Se tomo RL >> R para que en el semiciclo negativo vaya todo la señal a la salida.
[2]
Fig. 2.2 Señalde salida, limitador negativo

c) Limitador polarizado- Recorta el nivel de señal según el sentido del diodo a un nivel de tensión de (0.7v + V) para diodo de silicio, y valor de tensión V de la fuente en serie al diodo.
Si la señal de entrada es menor de (0.7v + V), D1 se abre, y el circuito queda reducido a un divisor de tensión.

Fig. 2.2- Limitador polarizado
d) Limitador combinado-Recorta la señal a (0.7v + V4) para el 1er semi-ciclo y a (-V5 -0.7v)

Fig. 2.3- Limitador combinado

e) Variantes- El uso de baterías para fijar el nivel de tensión es impráctico, por lo que una opción diferente es agregar más diodos en serie, fijando un nivel de voltaje 0.7v*N (donde N es el número de diodos en serie). Quedando el uso de limitadores en muchas ocasiones ligado al uso de protectorcontra sobretensiones en la red.

Sujetador de tensión: este tipo de configuración sujeta una señal a un nivel diferente de DC, con respecto a la señal de entrada. Necesariamente debe estar determinado por un capacitor, un diodo, y un resistor de carga, que evaluará la señal de salida Vo, como se muestra en la Fig. 2.4.
En el primer semi-ciclo de la onda, el diodo se polariza directamente,...