Recortadores en paralelo
Páginas: 10 (2343 palabras)
Publicado: 23 de junio de 2010
UNIVERSIDAD ISRAEL
FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS
CIRCUITOS II
PRACTICA № 2
NOMBRES: Carlos David Rocha Cahueñas
TEMA: Recortadores en paralelo
1. OBJETIVOS
Objetivo General
Verificar el funcionamiento de los recortadores de corriente eléctrica en paralelo utilizando el simulador Qucs.
Objetivos Específicos
* Observar los diferentes resultados cuando se varíanlas polaridades de los diodos.
* Observar los diferentes resultados cuando se varían las polaridades y valores de las fuentes de alimentación de continua.
2. EQUIPOS Y MATERIALES
* Simulador Qucs.
3. MARCO TEORICO
Diodos pn
Los diodos pn son uniones de dos materiales semiconductores extrínsecos tipos p y n, por lo que también reciben la denominación de unión pn. Hay quedestacar que ninguno de los dos cristales por separado tiene carga eléctrica, ya que en cada cristal, el número de electrones y protones es el mismo, de lo que podemos decir que los dos cristales, tanto el p como el n, son neutros. (Su carga neta es 0).
Figura 1. Diodo tipo p y tipo n
Al unir ambos cristales, se manifiesta una difusión de electrones del cristal n al p (Je).
Al establecerseestas corrientes aparecen cargas fijas en una zona a ambos lados de la unión, zona que recibe diferentes denominaciones como zona de carga espacial, de agotamiento, de deplexión, de vaciado, etc.
A medida que progresa el proceso de difusión, la zona de carga espacial va incrementando su anchura profundizando en los cristales a ambos lados de la unión. Sin embargo, la acumulación de ionespositivos en la zona n y de iones negativos en la zona p, crea un campo eléctrico (E) que actuará sobre los electrones libres de la zona n con una determinada fuerza de desplazamiento, que se opondrá a la corriente de electrones y terminará deteniéndolos.
Este campo eléctrico es equivalente a decir que aparece una diferencia de tensión entre las zonas p y n. Esta diferencia de potencial (V0) es de 0,7 Ven el caso del silicio y 0,3 V si los cristales son de germanio.
La anchura de la zona de carga espacial una vez alcanzado el equilibrio, suele ser del orden de 0,5 micras pero cuando uno de los cristales está mucho más dopado que el otro, la zona de carga espacial es mucho mayor.
Al dispositivo así obtenido se le denomina diodo, que en un caso como el descrito, tal que no se encuentra sometidoa una diferencia de potencial externa, se dice que no está polarizado. Al extremo p, se le denomina ánodo, representándose por la letra A, mientras que la zona n, el cátodo, se representa por la letra C (o K).
Figura 2. Representación Simbólica del diodo
Cuando se somete al diodo a una diferencia de tensión externa, se dice que el diodo está polarizado, pudiendo ser la polarización directa oinversa.
Polarización Directa
Figura 3. Polarización directa del diodo
En este caso, la batería disminuye la barrera de potencial de la zona de carga espacial, permitiendo el paso de la corriente de electrones a través de la unión; es decir, el diodo polarizado directamente conduce la electricidad.
Para que un diodo esté polarizado directamente, tenemos que conectar el polo positivo dela batería al cátodo del diodo y el polo negativo al ánodo. En estas condiciones podemos observar que:
El polo negativo de la batería repele los electrones libres del cristal n, con lo que estos electrones se dirigen hacia la unión pn.
El polo positivo de la batería atrae a los electrones de valencia del cristal p, esto es equivalente a decir que empuja a los huecos hacia la unión pn.
Cuando ladiferencia de potencial entre los bornes de la batería es mayor que la diferencia de potencial en la zona de carga espacial, los electrones libres del cristal n, adquieren la energía suficiente para saltar a los huecos del cristal p, los cuales previamente se han desplazado hacia la unión pn.
Una vez que un electrón libre de la zona n salta a la zona p atravesando la zona de carga espacial,...
FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS
CIRCUITOS II
PRACTICA № 2
NOMBRES: Carlos David Rocha Cahueñas
TEMA: Recortadores en paralelo
1. OBJETIVOS
Objetivo General
Verificar el funcionamiento de los recortadores de corriente eléctrica en paralelo utilizando el simulador Qucs.
Objetivos Específicos
* Observar los diferentes resultados cuando se varíanlas polaridades de los diodos.
* Observar los diferentes resultados cuando se varían las polaridades y valores de las fuentes de alimentación de continua.
2. EQUIPOS Y MATERIALES
* Simulador Qucs.
3. MARCO TEORICO
Diodos pn
Los diodos pn son uniones de dos materiales semiconductores extrínsecos tipos p y n, por lo que también reciben la denominación de unión pn. Hay quedestacar que ninguno de los dos cristales por separado tiene carga eléctrica, ya que en cada cristal, el número de electrones y protones es el mismo, de lo que podemos decir que los dos cristales, tanto el p como el n, son neutros. (Su carga neta es 0).
Figura 1. Diodo tipo p y tipo n
Al unir ambos cristales, se manifiesta una difusión de electrones del cristal n al p (Je).
Al establecerseestas corrientes aparecen cargas fijas en una zona a ambos lados de la unión, zona que recibe diferentes denominaciones como zona de carga espacial, de agotamiento, de deplexión, de vaciado, etc.
A medida que progresa el proceso de difusión, la zona de carga espacial va incrementando su anchura profundizando en los cristales a ambos lados de la unión. Sin embargo, la acumulación de ionespositivos en la zona n y de iones negativos en la zona p, crea un campo eléctrico (E) que actuará sobre los electrones libres de la zona n con una determinada fuerza de desplazamiento, que se opondrá a la corriente de electrones y terminará deteniéndolos.
Este campo eléctrico es equivalente a decir que aparece una diferencia de tensión entre las zonas p y n. Esta diferencia de potencial (V0) es de 0,7 Ven el caso del silicio y 0,3 V si los cristales son de germanio.
La anchura de la zona de carga espacial una vez alcanzado el equilibrio, suele ser del orden de 0,5 micras pero cuando uno de los cristales está mucho más dopado que el otro, la zona de carga espacial es mucho mayor.
Al dispositivo así obtenido se le denomina diodo, que en un caso como el descrito, tal que no se encuentra sometidoa una diferencia de potencial externa, se dice que no está polarizado. Al extremo p, se le denomina ánodo, representándose por la letra A, mientras que la zona n, el cátodo, se representa por la letra C (o K).
Figura 2. Representación Simbólica del diodo
Cuando se somete al diodo a una diferencia de tensión externa, se dice que el diodo está polarizado, pudiendo ser la polarización directa oinversa.
Polarización Directa
Figura 3. Polarización directa del diodo
En este caso, la batería disminuye la barrera de potencial de la zona de carga espacial, permitiendo el paso de la corriente de electrones a través de la unión; es decir, el diodo polarizado directamente conduce la electricidad.
Para que un diodo esté polarizado directamente, tenemos que conectar el polo positivo dela batería al cátodo del diodo y el polo negativo al ánodo. En estas condiciones podemos observar que:
El polo negativo de la batería repele los electrones libres del cristal n, con lo que estos electrones se dirigen hacia la unión pn.
El polo positivo de la batería atrae a los electrones de valencia del cristal p, esto es equivalente a decir que empuja a los huecos hacia la unión pn.
Cuando ladiferencia de potencial entre los bornes de la batería es mayor que la diferencia de potencial en la zona de carga espacial, los electrones libres del cristal n, adquieren la energía suficiente para saltar a los huecos del cristal p, los cuales previamente se han desplazado hacia la unión pn.
Una vez que un electrón libre de la zona n salta a la zona p atravesando la zona de carga espacial,...
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