Puente de diodos

DIODOS: Caracterización y aplicaciones
Daniel Cartelli, Iván Sidelnik Departamento de Física – FCEyN – UBA Laboratorio de Electrónica – 2 Cuat. 2005 Profesor: César Moreno En este trabajo se caracterizaron distintos tipos de diodos, 1N4148 y Zener. Para esto se midió la curva característica tensión-corriente, que muestra la zona de conducción a partir de los +0,6 V, y la zona de transición de+0,4 V a +0,6 V. Además se observaron distintas aplicaciones del diodo, utilizándolo como rectificador de media onda y onda completa. También se muestran algunos resultados obtenidos para circuitos recortadores pasivos.

Introducción
Un diodo es un elemento de dos terminales cuya característica tensión-corriente no es lineal. Está formado por un cristal semiconductor dopado de tal manera que unamitad es tipo "P" y la otra "N", constituyendo una unión PN. El terminal que se corresponde con la parte P se llama ánodo y el que coincide con la N cátodo. Según el campo de aplicación y su destino, los diodos semiconductores se subdividen en rectificadores, de alta frecuencia, de impulsión, estabilizadores de regulación de tensión (Zener), de efecto túnel, etc. Las características de sufuncionamiento están definidas por una curva denominada curva característica del diodo rectificador. La curva característica tensióncorriente de un diodo real, se describe aproximadamente por (1). Donde I0 es la corriente inversa de saturación de la unión P-N, ϕt es el potencial térmico y V la tensión aplicada.  V  I = I 0  eϕ t − 1   (1)

Polarización inversa de un diodo: Se conecta una batería alos extremos del diodo, de manera que el termina negativo se una al ánodo y el positivo al cátodo. Se observa que a través del diodo fluye una pequeña corriente, denominada de fugas o corriente inversa de saturación del diodo. Esta corriente es muy pequeña, pero aumenta con la temperatura, por lo tanto la resistencia inversa del diodo disminuye con la temperatura. Esta corriente es independientede la tensión aplicada, siempre que esta sea menor a una valor denominado tensión de ruptura. A partir de esta tensión la corriente aumenta rápidamente con pequeños incrementos de tensión. Si se conecta la fuente de tensión al diodo de forma que el potencial negativo esté unido al cátodo y el positivo al ánodo se dice que el diodo está en polarización directa. Al aplicar esta tensión el diodoconduce.

Tensión de codo, de partida o umbral, es la tensión, en polarización directa, por debajo de la cual la corriente es muy pequeña (menos del 1% del máximo valor nominal). Por encima de esta tensión la corriente sube rápidamente. Esta tensión es de 0,2-0,3 V en los diodos de germanio y de 0,6-0,7 V en los de silicio. Resistencia interna: Cuando el diodo trabaja en la zona de polarizacióndirecta, con pequeñas variaciones de tensión la corriente aumenta rápidamente, lo único que se opone al paso de la corriente es la resistencia de las zonas P y N. A la suma de estas resistencias se le llama resistencia interna del diodo. El valor de esta resistencia depende del nivel de dopado y del tamaño de las zonas P y N. Normalmente la resistencia de los diodos rectificadores es menor de 1ohmio. Los diodos rectificadores (Fig. 1) están destinados a rectificar la corriente alterna de baja frecuencia. La frecuencia de trabajo límite de estos diodos, generalmente no es mayor de 20 kHz.

Figura 1: Representación de un diodo rectificador.

La propiedad del diodo de permitir el flujo de corriente en un sentido y limitarlo en el otro, permite utilizarlo para convertir una tensión alternaen una continua (fluctuante). Cuando es aplicado al diodo el primer semiciclo de la tensión de entrada, existe polarización directa; el diodo conducirá, y la tensión entre los extremos de R1 será una reproducción de la forma de la tensión de entrada. En el semiciclo siguiente de la tensión de entrada, el diodo tendrá polarización inversa, y sólo fluirá a través de R1 una pequeña corriente. El...