Informe 1 Caracteristicas Del Diodo 145g3p

UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTA MARÍA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECÁNICA, MECÁNICA – ELECTRICA Y MECATRÓNICA

Informe Nº 01 TEMA: CARACTERÍSTICAS DEL DIODO

ASIGNATURA: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I

DOCENTE: ING. COLLADO OPORTO CHRISTIAM GUILLERMO ALUMNOS: - APAZA COLCA FABRICIO VICTOR - CANALES MINAYA, CESAR GABRIEL - MACEDO HUAMAN ALAN GABRIEL - MARTINEZ MAYCA NICOLAE EMMANUEL GRUPO: 03 DIA: MIERCOLESDE 1 A 3 PM 04-04-2017

INFORME Nº 01: CARACTERÍSTICAS DEL DIODO

1. OBJETIVOS   

Analizar, comprender y entender como fluye la corriente a través de un circuito con diodos y resistores. Comparar el voltaje, intensidad y resistencia de los diodos del silicio y germanio en los circuitos a estudiar. Aprender a armar circuitos en el protoboard.

2. RESUMEN Una vez en el laboratorio, con el multímetro se usó la función de prueba de diodos en los diodos del silicio y germanio, cambiando los terminales para verificar si este es polarizado y determinando demás propiedades. Se armó el primer circuito con el diodo en polarización directa, con ayuda del multímetro y la fuente se regulo el voltaje del circuito a 0.1 V. Se comenzó a medir el voltaje en los diodos de silicio y germanio, aumentado en 0.1 V con la fuente llegando hasta 0.9 V. Se midió los voltajes de silicio y germanio sucesivamente. Con el mismo circuito se regulo el voltaje del circuito a 1 V aumentando de 1 V hasta 9 V, finalmente se midió los voltajes de los diodos de silicio y germanio. Se armó el segundo circuito, pero con el diodo en polarización inversa, con un resistor de 1MΩ y el circuito regulado a 20 V. Se midió el voltaje (VR) del diodo de silicio y germanio sucesivamente. Con las ecuaciones dadas se calculó la corriente de saturación inversa. En el último circuito se trabajó con dos diodos paralelos entre si conectados en serie a dos resistores paralelos entre sí con un voltaje del circuito de 7 V. Se midió cada intensidad y voltaje de los diodos y resistores. Finalmente se calculó el voltaje VD con los datos dados y obtenidos anteriormente.

3. INTRODUCCIÓN

Un diodo es un elemento electrónico que tiene un cierto comportamiento cuando se le induce una corriente eléctrica a través de él, pero depende de las características de esta corriente para que el dispositivo tenga un comportamiento que nos sea útil. Es el más sencillo de los dispositivos semiconductores, pero desempeña un papel vital en los sistemas electrónicos, con sus características que se asemejan en gran medida a las de un sencillo interruptor. Se encontrará en una amplia gama de aplicaciones, que se extienden desde las simples hasta las sumamente complejas. Aparte de los detalles de su construcción y características, los datos y gráficas muy importantes que se encontrarán en las hojas de especificaciones también se estudiarán para asegurar el entendimiento de la terminología empleada y para poner de manifiesto la abundancia de información de la que por lo general se dispone y que proviene de los fabricantes. La gran utilidad del diodo esta en los dos diferentes estados en que se puede encontrar dependiendo de la corriente eléctrica que este fluyendo en él, al poder tener estos dos estados, estos dos comportamientos los diodos tienen la opción de ser usados en elementos electrónicos en los que estos facilitan el trabajo.

4. EQUIPO Y MATERIALES: Los materiales que procedimos a utilizar en nuestra primera práctica de circuitos eléctricos son los siguientes:

Figura 01: Diodo: Silicio 1N4007

Figura 04: Diodo: Germanio 1N60

Figura 07: Fuente de corriente continúa

Figura 02: Resistores 1/4W:

Figura 05: Resistor 1/4W: 1K

Figura08:

Figura 03: Diodo: Silicio

Figura 06: Dispositivo de Medida Múltiple (DMM)

Figura 09: cables de

5. PARTE PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

a) Para comenzar nuestra primera práctica, el ingeniero nos dio un introducción para manejo correcto de los materiales que se iban a tratar en la practica b) Luego de una pautas y una explicación sobre el funcionamiento de un protoboard, como se lee una resistencia y las características de los diodos (silicio y germanio). PARTE 1 c) Procedimos a medir con el voltímetro, el voltaje inverso de los diodos. Usamos la escala de prueba de diodo en el DMM y determinar la condición de cada diodo, polarización Inversa y directa. d) Después anotamos los datos en las tablas 1 (Condiciones de los diodos) Parte 1: Escala de diodos. e) De igual manera procedimos usar la escala de prueba de resistencia en el DMM y determinar la condición de cada diodo. PARTE 1: PRUEBA DEL DIODO y la tabla 2 (Condiciones de los diodos) Parte 1: Escala de resistencias. PARTE 2 f) Construimos el circuito de la figura y registramos los valores medidos del resistor.

g) Incrementamos el voltaje de la fuente hasta en VR=0,1V. h) Medimos el Voltaje que registra el diodo y calculamos Intensidad del diodo para luego anotarlo en las tablas 3, 4 y 5 según el tipo de diodo. (silicio 1N4007, Germanio 1N60). i) Obtuvimos los datos suficientes para dibujar las curvas características del diodo del silicio y germanio. PARTE 3 j) Construimos el circuito de la figura y registramos el valor medido del resistor, para luego realizar los cálculos correspondientes.

k) Medimos el voltaje VR y calculamos la corriente de saturación inversa con la ecuación ��= ��/���� || Rm. (Rm es la resistencia interna del DMM (10MΩ)), para luego pasarlo a las tablas. l) Determinamos los niveles de resistencia DC para los diodos usando la ecuación.

PARTE 4 m) Construimos el circuito de la figura y registramos el valor medido de los diodos y de las resistencias.

n) Medimos el voltaje y la corriente de todos los componentes y los apuntamos en sus respectivas tablas, los comparamos con los valores teóricos y explicamos que es lo que sucede.

PARTE 5

o) Usando las curvas características de los diodos, determinamos el voltaje de diodo en los niveles de corriente indicados en la tabla 6, 7 y 8 (DIODO 1N4007 (Si), DIODO 1N60 (Ge) )

6. ANALISIS DE LOS RESULTADOS:

PARTE 1: Prueba del diodo Medición de los Diodos en: 

Escala de Diodos TEST DIRECTO INVERSO



Si: 1N4007 613 OL

Si: 1N4148 646 OL

Ge: 1N60 359 OL

Escala de Resistencia TEST DIRECTO INVERSO

Si: Si: Ge: 1N60 1N4007 1N4148 139.4 kΩ 122.5 kΩ 11.5 kΩ OL OL OL

Observaciones:  Al medir el diodo haciendo o el lado común del tester con el lado p y el puerto positivo con el lado n el multímetro no marca valor alguno, pero al hacerlo al revés sí, lo que indica que el diodo tiene polaridad.  Los diodos de Silicio ofrecen mayor resistencia que los diodos de Germanio, amenos 10 veces mayor. PARTE 2: CARACTERISTICA DEL DIODO EN POLARIZACION DIRECTA

Rmed: 1.02 kΩ

DIODO DE SILICIO 1N4007 DIODO 1N4007 (Si) VR(V) 0.1 VD(V) 0.48 ID=VR/RME 0.09 D(mA) 80

0.2 0.51 0.19 61

0.3 0.52 0.29 41

0.4 0.53 0.39 22

0.5 0.54 0.49 02

0.6 0.55 0.58 82

0.7 0.56 0.68 63

0.8 0.56 0.78 43

0.9 0.57 0.88 24

DIODO 1N4007 (Si) VR(V) 1 VD(V) 0.57 ID=VR/RME 0.98 D(mA) 04

2 0.6 1.96 08

3 0.62 2.94 12

4 0.64 3.92 16

5 0.65 4.90 20

6 0.66 5.88 24

7 0.66 6.86 27

8 0.67 7.84 31

9 0.68 8.82 35

CURVA CARACTERISTICA - DIODO 1N4007 (Si) 10.0000 9.0000 8.0000 7.0000 6.0000 5.0000

Intensidad Diodo (mA)

4.0000 3.0000 2.0000 1.0000 0.0000 0.45

0.5

0.55

0.6

0.65

0.7

VoltajeDiodo (V)

Observaciones:  La proporcionalidad entre el voltaje y la intensidad en el diodo se asemeja a la parte positiva de una función cuadrática o exponencial  La intensidad o corriente aumenta en mayores proporciones luego de superar los 0.5 - 0.6 V, cada vez con una resistencia al paso de corriente mínima, acercándose a ser un perfecto conductor.  Al retroceder a partir de los 0.5 - 0.6 V la resistencia aumenta mucho y al parecer tiende al infinito, que no conducirá corriente alguna como si el circuito estuviera abierto.

DIODO DE GERMANIO 1N60 DIODO 1N60 (Ge) VR(V) 0.1 VD(V) 0.16 ID=VR/RME 0.09 D(mA) 80

0.2 0.19 0.19 61

0.3 0.22 0.29 41

0.4 0.22 0.39 22

0.5 0.25 0.49 02

0.6 0.27 0.58 82

0.7 0.28 0.68 63

0.8 0.29 0.78 43

0.9 0.3 0.88 24

DIODO 1N60 (Ge) VR(V) 1

2

3

4

5

6

7

8

9

VD(V) ID=VR/RME D(mA)

0.29 0.98 04

0.38 1.96 08

0.45 2.94 12

0.51 3.92 16

0.57 4.90 20

0.63 5.88 24

0.67 6.86 27

0.72 7.84 31

0.77 8.82 35

CURVA CARACTERISTICA - DIODO 1N60 (Ge) 10.0000 9.0000 8.0000 7.0000 6.0000 Intensidad Diodo (mA)

5.0000 4.0000 3.0000 2.0000 1.0000 0.0000 0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

VoltajeDiodo (V)

Observaciones:  Al igual que el diodo de Silicio la relación entre el voltaje y la intensidad se parece a la parte positiva de una función cuadrática o exponencial.  Antes de los 0.2 – 0.3 V la resistencia parece aumentar mucho y al parecer tiende al infinito, que no conducirá corriente alguna como si el circuito estuviera abierto.  La intensidad o corriente aumenta en mayores proporciones luego de superar los 0.2-0.3 V, cada vez con una resistencia al paso de corriente mínima, acercándose a ser un perfecto conductor.

CURVA CARACTERISTICA DIODO 1N60 (Ge) vs DIODO 1N4007 (Si) 10.0000 9.0000 8.0000

Intensidad Diodo (mA)

7.0000

1N4007 (Si)

6.0000

1N60 (Ge)

5.0000 4.0000 3.0000 2.0000 1.0000 0.0000 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 VoltajeDiodo (V)

Observaciones:  El Diodo de Silicio necesita superar una mayor tensión para que su intensidad eléctrica pueda fluir libremente.  El Diodo de germanio, aunque a un voltaje menor empieza a dejar fluir más libremente electricidad, el diodo de silicio parece tener una menor resistencia en mayores voltajes.

PARTE 3: POLARIZACION INVERSA Rmed: 1.02 kΩ

Rm Vr Id

1N4007 1N60 (Si) (Ge) 10 MΩ 10 MΩ 0.3 0.3 Medido Calculad 0.27 0.27 o

RDC (Si 1N4007): 72.96 MΩ RDC (GE 1N60): 72.96 MΩ

PARTE 4: CIRCUITOS COMBINADOS  Diodo 1: Si 1N4148 Diodo 2: Si 1N4007

VD1: ID1:

0.66 V 0V

VD2: ID2:

0.66 V 0.32 mA

VR1: IR1

6.27 V 5 uA

VR2: IR2:

6.27 V 6.32 mA

Observaciones:  La intensidad del Diodo 1 es cero, este diodo está colocado en polarización inversa por lo que ofrece una resistencia tal que no deja pasar corriente.  El diodo 2, que está colocado en polarización directa teóricamente debería ser un conductor perfecto, los diodos marcan un voltaje mínimo, por lo que ofrecen resistencia al paso de la corriente El voltaje en los diodos es la misma, al igual que en la de las resistencias y se debe a que estén en paralelo.

PARTE 5: RESISTENCIA DC DIODO 1N4007 (Si) Id (mA) Vd Rdc 0.2 0.5104 2.552 1 0.5706 0.5706 2 0.6008 0.3004 10 0.692 0.0692

DIODO 1N60 (Ge) Id (mA) Vd Rdc 0.2 0.5128 2.564 1 0.5779 0.5779 2 0.6083 0.30415 10 0.8301 0.08301

 Se calculó los valores del voltaje de los diodos usando la tabla de valores medidos anteriormente, interpolando y extrapolando para hallar estos datos aproximados. Observaciones:

 A medida que la intensidad aumenta, el voltaje también lo hace, pero en forma lineal, si no similar a una función exponencial.  Cuando la Tensión y la Intensidad de corriente aumenta la resistencia disminuye.

7. CONCLUSIONES:   



Al medir con el multímetro los diodos en polarización inversa no se obtiene valor alguno ya que trabajaría como circuito abierto, mientras que en polarización directa como circuito cerrado. La proporcionalidad entre el voltaje y la intensidad en el diodo se asemeja a la parte positiva de una función cuadrática o exponencial Al retroceder 0.2 – 0.3 V en caso del Diodo de Germanio y 0.5-0.6 V con el Silicio la resistencia aumenta mucho y al parecer tiende al infinito por lo que no conducirá corriente alguna como si el circuito estuviera abierto. Al superar la Tensión Umbral (diferentes en cada tipo de diodo) la intensidad o corriente aumenta en mayores proporciones cada vez con una resistencia al paso de corriente mínima, acercándose a ser un perfecto conductor.

8. RECOMENDACIONES:   

Antes de medir, comprobar si es corriente o voltaje para realizar una buena práctica, y no malograr los materiales del laboratorio. Comprobar antes de la práctica si hay continuidad en los cables. Al armar un circuito en el protoboard, de preferencia que el positivo de la fuente se encuentre lejano del negativo.

9. CUESTIONARIO 1. ¿Cómo podría identificar los terminales de un diodo que no está marcado? Al introducirlo en un simple circuito en serie, si existe una corriente de energía considerable el terminal p o ánodo está conectado al lado positivo de la fuente y el terminal n o cátodo al lado negativo de la fuente. 2. ¿Qué es la resistencia directa del diodo? ¿Cuáles son los valores para los diodos analizados en laboratorio? También llamada “Barrera de Potencial” o “Zona de Depleción” es el voltaje en el diodo que tiene que superar para que este funcione como un conductor (Tensión Umbral), esto pasa en la polarización directa.

Analizamos 2 tipos de diodos en el laboratorio, sus respectivas Tensiones Umbrales son: DIODO 1N60 (Ge): 0.3 V DIODO 1N4007 (Si): 0.7 V

3. Explique los valores medidos en la escala de diodos del DMM Corresponde al voltaje necesario para que el diodo disminuya su resistencia al mínimo, en caso de polarización directa, o la aumente en caso de polarización inversa 4. Cuáles son las características que determinan la máxima condición de operación de un diodo semiconductor. La barrera de potencial entre las diferentes zonas de dopado, si es muy grande el diodo tendrá una gran resistencia al paso de corriente, si es delgada entonces su resistencia será mínima, casi nula. 5. Indicar en que aplicaciones prácticas se utilizan los diodos. Los diodos se pueden aplicar como: 

Rectificador de media onda El rectificador de media onda es un circuito empleado para eliminar la parte negativa o positiva de una señal de corriente alterna de lleno conducen cuando se polarizan inversamente. Además su voltaje es positivo.



Rectificador de onda completa Un rectificador de onda completa es un circuito empleado para convertir una señal de corriente alterna de entrada (Vi) en corriente de salida (Vo) pulsante. A diferencia del rectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la señal se convertirá en negativa, según se necesite una señal positiva o negativa de corriente continua. Existen dos alternativas, bien empleando dos diodos o empleando cuatro (puente de Graetz).



Diodo Zener El diodo Zener es un diodo de silicio fuertemente dopado que se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas. El diodo Zener es la parte esencial de los reguladores de tensión casi constantes con independencia de que se presenten grandes variaciones de la tensión de red, de la resistencia de carga y temperatura.



Multiplicador de tensión Un Multiplicador de tensión es un circuito eléctrico que convierte tensión desde una fuente de corriente alterna a otra de corriente continua de mayor voltaje mediante etapas de diodos y condensadores.



Diodo emisor de luz o LED : Es un diodo formado por un semiconductor con huecos en su banda de energía, tal como arseniuro de galio, los portadores de carga que cruzan la unión emiten fotones cuando se recombinan con los portadores mayoritarios en el otro lado.. El potencial que iten estos diodos dependen de la longitud de onda que ellos emiten: 2.1V corresponde al rojo, 4.0V al violeta. Los ledes también pueden usarse como fotodiodos de baja eficiencia en aplicaciones de señales.



Limitador: Un limitador o recortador es un circuito que, mediante el uso de resistencias y diodos, permite eliminar tensiones que no nos interesen para que no lleguen a un determinado punto de un circuito. Mediante un limitador podemos conseguir que a un determinado circuito le lleguen únicamente tensiones positivas o solamente negativas, no obstante esto también puede hacerse con un solo diodo formando un rectificador de media onda, de forma que nos vamos a centrar en un tipo de limitador que no permite que a un circuito lleguen tensiones que podrían ser perjudiciales para el mismo.



10.

Fijador de nivel: Una de las aplicaciones prácticas de los diodos semiconductores son los llamados fijadores de nivel o restauradores de componente continua. Estos circuitos basan su funcionamiento en la acción del diodo, pero al contrario que los limitadores no modificarán la forma de onda de la entrada, es decir su voltaje o tipo de corriente eléctrica, sino que le añaden a ésta un determinado nivel de corriente continua. Esto puede ser necesario cuando las variaciones de corriente alterna deben producirse en torno a un nivel concreto de corriente continua. BIBLIOGRAFIA



Electrónica Completa: El Diodo http://electronicacompleta.com/lecciones/el-diodo/



Así Funciona: ¿Que es un diodo? http://www.asifunciona.com/fisica/ke_diodo/ke_diodo_1.htm



Electrónica Unicrom: Diodo Semiconductor http://unicrom.com/diodo-semiconductor/



Aplicaciones de los Diodos – Wikipedia https://es.wikipedia.org/wiki/Diodo