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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA DISPOSITIVOS ESPINOSA CAN SERGIO ANDRES PRACTICA 1: CARACTERISTICAS ELECTRICAS DEL DIODO CON SEÑAL DE C.D. BUSTAMANTE BAÑOS FRANCISCO BARUC MORALES GONZÁLEZ JORGE LUIS

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RESUMEN Se realizó el armado de los circuitos, que permitan obtener las características eléctricas del diodo de SI (silicio, y de un diodo emisor de luz (LED), como voltajes, corrientes, resistencia interna y potencia de consumo, y se interpretaron las mediciones realizadas con ayuda de los instrumentos de mediciones como el multímetro y/ó osciloscopio. Reportando los resultados medidos en tablas y/ó graficas según lo indico el desarrollo

PRESENTACION Una resistencia ordinaria es un dispositivo lineal porque la gráfica de su corriente en función de su tensión es una línea recta. Un diodo es diferente, es un dispositivo no lineal por que la gráfica de corriente en función de la tensión no es una línea recta. La razón es la barrera de potencial: cuando la tensión del diodo es menor que la barrera de potencial, la corriente del diodo es pequeña; si la tensión del diodo supera esta barrera de potencial, la corriente del diodo aumenta rápidamente. La resistencia interna para tensiones mayores que la tensión umbral (o tensión de codo), la corriente del diodo crece rápidamente, lo que quiere decir que aumentos pequeños en la tensión del diodo originaran grandes incrementos en su corriente. Se puede calcular la disipación de potencia de un diodo de la misma forma que se hace para una resistencia. Es igual al producto de la tensión por la corriente del diodo. Expresándolo matemáticamente: Pd = VdId (potencia del diodo) La limitación de potencia es la máxima potencia que el diodo puede disipar con seguridad sin acortar su tiempo de vida o degradar sus características de operación. Su definición es: Pmax=VmaxImax (potencia del diodo máxima) Curva característica del diodo. La forma de funcionamiento de un diodo común de silicio se puede apreciar observando la curva característica que se crea cuando se polariza, bien de forma directa, o bien de forma inversa. En ambos casos la curva gráfica muestra la relación existente entre la corriente y la tensión o voltaje que se aplicada a los terminales del diodo.

PROCEDIMIENTO 

Proponer el dispositivo (diodo de SI comercial y valores de resistencias comerciales) que se deseen emplear en la práctica, y consultar las hojas de especificaciones del diodo (de SI), que se utiliza para el desarrollo de la práctica. Preferentemente que los diodos y resistencias sean de ½ W o más watts.  Reportar el valor comercial de la resistencia a emplear, así como la serie del dodo de (SI) y las características eléctricas.  Armar el circuito como se muestra en la fig. 2.1; realizar y registrar las mediciones, como se indica en la tabla. Realizarlo con el Diodo de SI .

 Invertir la polaridad de la fuente, y realizar las mediciones de voltaje y corriente en el diodo SI.  Graficar en papel milimétrico, los datos de la tabla 2.1 y 2.2 , considerando el eje vertical I (corriente) y el eje horizontal para V (voltaje), para el diodo de silicio. A partir de la gráfica realizada en papel milimétrico, efectuar los cálculos correspondientes para obtener la resistencia estática (𝑅𝐷 ), resistencia dinámica (𝑟𝐷 ) y potencia de consumo del diodo (𝑃𝐷 ). Anexar los cálculos realizados. Trazar la recta y punto de operación en la gráfica que se obtuvo con los datos de la tabla.  Anotar comentarios, observaciones y conclusiones.

 Proponer el dispositivo (diodo LED comercial y valores de resistencias comerciales) que se deseen emplear en la práctica, y consultar las hojas de especificaciones del LED que se utilizara para el desarrollo de la práctica. Preferentemente que los diodos y resistencias sean de ½ W o más watts.  Reportar el valor comercial de la resistencia a emplear, así como la serie del diodo del LED y las características eléctricas.  Armar el circuito como se muestra en la fig. 2.2; realizar y registrar las mediciones, como se indica en la tabla, Realizarlo con el LED rojo de baja intensidad.

 Invertir la polaridad de la fuente, y realizar las mediciones de voltaje y corriente en el LED.  Graficar en papel milimétrico, los datos de la tabla 2.3 y 2.4, considerando el eje vertical I (corriente) y el eje horizontal para V (voltaje), para el LED rojo. A partir de la gráfica realizada en papel milimétrico, efectuar los cálculos correspondientes para obtener la resistencia estática (𝑅𝐿𝐸𝐷 ), resistencia dinámica (𝑟𝐿𝐸𝐷 ) y potencia de consumo del diodo (𝑃𝐿𝐸𝐷 ). Anexar los cálculos realizados. Trazar la recta y punto de operación en la gráfica que se obtuvo con los datos de la tabla.  Anotar comentarios, observaciones y conclusiones.

RESULTADOS  Reportar el valor comercial de la resistencia a emplear, así como la serie del dodo de (SI) y las características eléctricas. Características del diodo 1N4004:     

Corriente en directo max.: 1 A Corriente pico en directo (8.3ms): 30 A Voltaje en directo max. (@ 1A): 1.1 V Voltaje DC inverso max.: 400 V Encapsulado: DO-41

Características de la resistencia de 330 ohm a ½ W:   

Valor: 330 ohm Potencia: ½ W Tolerancia: ±5%

TABLA 2.1 MEDICIONES EN POLARIZACION DIRECTA DIODO DE SILICIO (SI) 𝑽𝑺 0V 0.2V 0.4V 0.6V 0.8V 1V 2V 3V 4V 5V

DIODO DE SILICIO (SI) 𝑽𝑫 𝑰𝑫 0V 0A 0.1 V 0.1uA 0.3 V 0.05mA 0.3 V 0.28mA 0.4 V 0.70mA 0.4 V 1.4mA 0.5 V 4.06mA 0.5 V 6.96mA 0.5 V 9.90mA 0.5 V 12.65mA

Figura 2.1.1 primera medición 0v en Vs

TABLA 2.2 MEDICIONES EN POLARIZACION INVERSA DIODO DE SILICIO (SI) 𝑽𝑺 -1V -2V -3V -4V -5V

𝑽𝑫 0.9V 1.7V 2.6V 3.6V 4.5V

𝑰𝑫 0 0.1uA 0.2uA 0.3uA 0.4uA

Figura 2.2.1 primera medición 0v en Vs 2.2.1. Reportar el valor comercial de la resistencia a emplear, así como la serie del diodo del LED y las características eléctricas. Características del diodo LED rojo: Color

Rojo

Caída de tensión

Intensidad máxima

Intensidad media

( VLED ) V 1.6

( ILED ) mA 20

( ILED )mA 5 – 10

Características de la resistencia de 330 ohm a ½ W:   

Valor: 330 ohm Potencia: ½ W Tolerancia: ±5% TABLA 2.3 MEDICIONES EN POLARIZACION DIRECTA DIODO LED LED 𝑽𝑺 0V 0.2V 0.4V 0.6V 0.8V 1V 2V 3V 4V 5V

𝑽𝑳𝑬𝑫 0V 0V 0.03V 0.06V 0.24V 0.39V 0.8V 1V 1.1V 1.4V

𝑰𝑳𝑬𝑫 0A 0A 0A 0A 0A 0A 0.90mA 3.30mA 5.9mA 8.1mA

Figura 2.3.1 última medición a 5V en Vs TABLA 2.4 MEDICIONES EN POLARIZACION INVERSA DIODO LED 𝑽𝑺 -1V -2V -3V -4V -5V

𝑽𝑳𝑬𝑫 -0.9V -1.8V -2.5V -3.7V -4.5V

Figura 2.4.1 primera medición a 0V en Vs

𝑰𝑳𝑬𝑫 0 -0.1uA -0.2uA -0.3uA -0.4uA

CONCLUSIONES