CURVA CARACTERISTICA PARA UN DIODO 1N4007LAB. ELECTRÓNICA BÁSICA

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CURVA CARACTERISTICA PARA UN DIODO 1N4007

RESUMEN

Se va a observar el comportamiento de un diodo 1N4007 que se encuentra instalado en forma directa o inversa tomando los valores de corriente y voltaje correspondientes. Se realizara el análisis de los resultados gráficamente y así poder hallar mediante estos la tensión umbral y la resistencia interna del diodo.

OBJETIVOS

Obtener experimentalmente la curva característica del diodo. Determinar las características de un diodo real a partir de la tercera aproximación del

diodo.

MARCO TEÓRICOEn la figura 1.1 se representan la constitución física, la simbología y el modelo práctico de un diodo rectificador de silicio de los más utilizados, el 1N4007.

Como se sabe, la función básica que realiza el diodo es dejar circular la corriente en un solo sentido (el que ya sugiere su simbología), y la principal aplicación práctica de dicha función es la conversión de corriente alterna (ca) en corriente continua (cc); los circuitos que realizan esta función se denominan rectificadores.

POLARIZACIÓN DEL DIODOCon base en la conducción y no conducción del diodo aparecen dos conceptos que se denominan polarización directa y polarización inversa.

POLARIZACIÓN INVERSA

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El diodo está en polarización inversa cuando el terminal cátodo tiene polaridad positiva con respecto al terminal ánodo; en este caso, el diodo no permite el paso de la corriente y se comporta como un aislante (fig. 1.2). Pero si se supera un cierto valor de tensión, entonces se produce un efecto de conducción brusca que puede deteriorar el diodo.

POLARIZACIÓN DIRECTAEl diodo permite la circulación de corriente sólo cuando se encuentra polarizado en forma directa, que es cuando el terminal ánodo tiene polaridad positiva con respecto al terminal cátodo; en este caso, se dice que el diodo se comporta como un conductor, y se produce una circulación de corriente por el circuito en el sentido (convencional) que ya sugiere el símbolo del diodo (fig. 1.3).

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La tensión que aparece entre los terminales cuando el diodo conduce se denomina caída directa. La tensión mínima para que empiece a conducir (tensión umbral) es de unos 0,7 V, y su valor aumenta un poco conforme aumenta la intensidad, pudiéndose situar en alrededor de 1 V en condiciones normales de trabajo. Por ejemplo, según datos del fabricante, en el popular diodo 1N4001 la tensión directa puede llegar a 1,1 V para la intensidad (máxima) de 1 A. Pero en los diodos de pequeña y mediana potencia, a efectos prácticos, se considera una caída directa típica de 0,7 V.

PROCEDIMIENTO

Primero se procedió a realizar el montaje del circuito mostrado en la figura de modo que el diodo quede en fase directa. Luego se tomaron los datos del voltaje proporcionado por la fuente, el voltaje y la corriente registrados cada uno en un multimetro diferente los cuales se encontraban conectados al circuito, estos datos fueron obtenidos a medida que se fue haciendo un aumento de voltaje en la fuente, partiendo de 0 voltios. La segunda parte consistió en repetir el mismo procedimiento pero esta vez invirtiendo la posición del diodo.

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RESULTADOS Y ANÁLISIS

Con resistencia fija: 1000 Ω = 1 kΩ

TABLA 1. VALORES DE VOLTAJE E INTENSIDAD DE CORRIENTE OCTENIDOS CON EL DIODO EN POLARIZACIÓN DIRECTA

VOLTAJE DE LA FUENTE

(V)

VOLTAJE DEL DIODO(mV)

INTENCIDAD DE CORRIENTE

(mA)

1 542 0.421.5 575 0.962.5 617 1.863.5 635 2.8410 691 9.2812 699 11.3318 719 17.623 729 22.926 733 26.128 736 28.429 737 29.3

GRAFICA 1.4: curva característica del diodo polarización directa.

Como podemos observar en la grafica hasta que la tensión no llega a unos 0,6 o 0,7 V (tensión umbral) no se empieza a apreciar una circulación de intensidad notable. A partir de dicha tensión la intensidad aumenta en forma brusca; pequeños aumentos de tensión dan lugar a grandes aumentos de intensidad y el diodo no ofrece pues un valor fijo de

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resistencia al paso de la corriente; su resistividad depende de la tensión que tenga aplicada. Entre 0 V y unos 0,7 V (tensión umbral), su resistividad es muy elevada (por ello no se aprecia casi circulación de corriente); a partir de la tensión umbral su resistencia empieza a hacerse muy baja y por ello la intensidad aumenta bruscamente.

Para calcula la resistencia utilizaremos la siguiente ecuación la cual es la pendiente de la grafica :

Para la hallar el valor de la resistencia tomaremos los 2 primeros valores de la tabla:

(575−542 )mV(0.96−0.42)mA

=61Ω

Realizamos el mismo procedimiento para la polarización inversa:

TABLA 1. VALORES DE VOLTAJE E INTENSIDAD DE CORRIENTE OCTENIDOS CON EL DIODO EN POLARIZACIÓN INVERZA

VOLTAJE DE LA FUENTE

(V)

VOLTAJE DEL DIODO

(V)

INTENCIDAD DE CORRIENTE

(µA)

1 1 0.9471.2 1.2 1.181.4 1.3 1.322.5 2.4 2.485 5 4.977 7 6.96

12 12 11.9715 15.1 15.0117 17.2 17.0520 20.2 21.11 1 0.947

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GRAFICA 1.5: curva característica del diodo polarización inversa.

Como podemos en este caso se producen unos valores de corriente muy pequeños a una tensión mucho mayor, comparados con los obtenidos de forma directa y Como se sabe, cuando el diodo se polariza en forma inversa (negativo en el ánodo y positivo en el cátodo), a nivel práctico, éste se comporta como un circuito abierto, es decir, no circula corriente. Pero realmente sí existe una cierta corriente, que por ser tan pequeña no se considera a efectos prácticos. Dicha corriente se denomina corriente inversa de fugas ( IR), y es muy dependiente de la temperatura.

Para la hallar el valor de la resistencia tomaremos los 2 valores de la tabla al igual que lo hicimos para la polarización directa:

(12−7 )V(11.97−6.96) Aµ

=998KΩ

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CONCLUSIÓNPudimos comprobar de manera experimental que la curva característica de un diodo 1N4007 con polarización directa se comporta de la misma manera que un diodo de cilicio y que su tensión umbral corresponde a la brindada por el fabricante la cual es de 0.6 V a 0.7 V y también podemos notar que la resistencia a la corriente es vencida de manera abrupta después de que la tensión umbral es superada.También se logro ver como el mismo diodo en polarización inversa tiene un comportamiento diferente ya que la cantidad de corriente que pasa atreves de este es casi nula reforzando lo dicho teóricamente lo cual sucede por la gran resistencia que este opone al flujo de la corriente.

BIBLIOGRAFÍA

http://www.ladelec.com/teoria/informacion-tecnica/320-el-diodo-zener http://www.unicrom.com/Tut_diodozener_.asp http://webs.uvigo.es/mdgomez/DEI/Guias/tema5.pdf http://www.emagister.com/curso-electronica-basica-2-3-diodo-filtro-

condensador/hoja-caracteristicas-diodo