ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DE CHIMBORAZOFACULTAD DE INFORMTICA Y ELECTRNICAESCUELA INGENIERA EN ELECTRNICA TELECOMUNICACIONES Y REDESCARRERA INGENIERA EN TELECOMUNICACIONES Y REDES

GUA DE LABORATORIO DE LABORATORIO DE ELECTRNICA I

PRCTICA No. 2

(Diodo Rectificador)1. DATOS GENERALES:

NOMBRE: (estudiante(s)CDIGO(S): (de estudiante(s)

Alexis Tamayo 394Nataly Cruz 593Pau Mayorga 380Isabel Asadobay 575

GRUPO No.: 4

FECHA DE REALIZACIN: FECHA DE ENTREGA: 2015/04/24 2015/05/010. OBJETIVO(S):

2.1.GENERAL Disear un circuito en el cual se pueda visualizar la curva caracterstica del diodo rectificador polarizado directamente e inversamente.

2.2.ESPECFICOS

Conocer las caractersticas y funciones de un diodo rectificador en forma prctica mediante el uso osciloscopio y la simulacin en ISIS PROTEUS. Reconocer las diferencia entre polarizar el diodo directamente e inversamente. Hacer uso de los implementos correctamente para evitar resultados errneos.

0. METODOLOGA

Experimental

0. EQUIPOS Y MATERIALES:

Equipos utilizados

Osciloscopio Generador de seales MultmetroMateriales Protoboard Diodo rectificador de silicio Puntas lgicas Resistencia de 1kInstrumentos utilizados Isis Proteus

0. MARCO TERICO:

EL DIODOLos diodos son dispositivos semiconductores que permiten hacer fluir la electricidad solo en un sentido. La flecha del smbolo del diodo muestra la direccin en la cual puede fluir la corriente como observamos en la fig 1. Los diodos son la versin elctrica de la vlvula o tubo de vaco y al principio los diodos fueron llamados realmente vlvulas.

Fig 1.

Diodo rectificadorLos diodos rectificadores son dispositivos electrnicos que se utilizan para controlar la direccin del flujo de corriente en un circuito elctrico. Dos materiales comnmente utilizados para los diodos son el germanio y el silicio. Mientras que ambos diodos realizan funciones similares, existen ciertas diferencias entre los dos que deben ser tomadas en consideracin antes de instalar uno u otro en un circuito electrnico.Diodo rectificador de silicioEs un dispositivo semiconductor biestable est formado por tres terminales, llamados nodo, Ctodo y Puerta. La conduccin entre nodo y ctodo es controlada por el terminal de puerta podemos observarlo en la Fig 2. Es un elemento unidireccional (sentido de la corriente es nico), conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la vez.

Fig. 2FORMACIN DE UN DIODO DE SILICIO DE UNIN "p-n"

Un cristalsemiconductorde silicio (Si) de conduccintipo-p(positivo) se pone en contacto con otro cristal semiconductor tambin de silicio, pero de conduccintipo-n(negativo), se crea undiodo de empalme o de unin p-n. Si al diodo as formado le conectamos una fuente de corriente elctrica, ste reacciona de forma diferente a como ocurre con cada una de las dos partes semiconductoras por separado, Fig 3..Fig 3.La funcin de la zona de deplexin es alejar a los portadores de carga energtica (electrones) del punto de unin p-n cuando eldiodono se encuentra energizado con la tensin o voltaje suficiente, o cuando se energiza con una tensin o voltaje inverso. El efecto que se crea al unir simplemente un cristal semiconductor de silicio tipo-p con otro de tipo-n, equivale a tener conectada una batera o fuente de suministro de energa imaginaria en los extremos del diodo.FUNCIONAMIENTO DEL DIODO DE SILICIO (Si)

Para que se pueda establecer un flujo electrnico a travs del diodo, ser necesario suministrarles energa a los electrones que se encuentran debajo de la lnea del nivel de fermi para que se puedan mover hacia arriba y pasar a labanda de conducciny unirse a los huecos. A continuacin la Fig. 4.Fig. 4POLARIZACIN DIRECTA DEL DIODOCuando unsemiconductordiodo lo polarizamos de forma directa conectandole una fuente de fuerza electromotriz o suministro elctrico, su ladoPse vuelve ms positivo, lo que ocasiona que se cree una diferencia en altura del nivel de fermi en la parte negativa del diodo. Esto facilita que los electrones libres en esa parte alcancen la banda de conduccin y puedan atravesar la unin o junturap-npasando a llenar los huecos presentes al otro lado de la unin. De esa forma los electrones alcanzarn la banda de conduccin, atravesaran la uninp-ny saltarn de un hueco a otro en la parte positiva(P)hasta concluir finalmente su recorrido en el polo positivo de la fuente de suministro elctrico. La situacin que se produce se puede interpretar como: electrones movindose en un sentido y huecos movindose en sentido opuesto, a continuacin Fig 5.

Fig 5.POLARIZACIN INVERSA DEL DIODO

Cuando elsemiconductordiodo se polariza de forma inversa, el lado positivoPde la uninp-nse vuelve negativo (debido a estar conectado al polo negativo de la batera). En esas condiciones elnivel de fermi correspondiente a esa parte positiva crece en altura, impidiendo as que los electrones se puedan mover a travs del cristal semiconductor. En la ilustracin se pueden observar unas flechas indicando la direccin correspondiente al flujo electrnico tratando de acceder al diodopor su parte positiva sin lograrlo, pues al estar polarizado de forma inversa lazona de deplexinse ampla. Adems, como se puede ver tambin, la diferencia de altura del nivel de fermi en la parte positivaPdel diodo aumenta, mientras que en la parte negativaNdisminuye. Por tanto, bajo esas circunstancias los electrones presentes en la parte negativa carecern de la suficiente energa para poder atravesar la uninp-nCARACTERSTICAS DEL DIODO DE SILICIOLa forma de funcionamiento de undiodocomn de silicio se puede apreciar observando la curva caracterstica que se crea cuando se polariza, bien de forma directa, o bien de forma inversa. En ambos casos la curva grfica (representada en color verde en el siguiente grfico) muestra la relacin existente entre lacorrientey latensin o voltajeque se aplica a los terminales del diodo.Los diodos de silicio tienen un voltaje de polarizacin directa de 0,7 voltios. Una vez que el diferencial de voltaje entre el nodo y el ctodo alcanza los 0,7 voltios, el diodo empezar a conducir la corriente elctrica a travs de su unin pn.Cuando el diferencial de voltaje cae a menos de 0,7 voltios, la unin pn detendr la conduccin de la corriente elctrica, y el diodo dejar de funcionar como una va elctrica, los diodos de silicio son ms frecuentes que los diodos de germanio.

Fig 6.En la Fig 6. correspondiente a la curva caracterstica de un diodo de silicio, se puede observar un eje horizontalxy otro verticaly que se intersectan en el centro. En ese punto el valor del voltaje y de la intensidad de la corriente es igual a0 volt. El eje verticalymuestra hacia arriba su parte positiva(+y)correspondiente al valor que puede alcanzar laintensidad de la corriente(Id)que atraviesa al diodo cuando se polariza directamente, mientras que hacia abajo su parte negativa(-y)muestra cul ser su comportamiento cuando se polariza de forma inversa(Ii).Si a un diodo comn de silicio le aplicamos unatensin o voltaje(Vd)para polarizarlo directamente, partiendo de0 volt(punto de interseccin de los ejes de las coordenadas), se puede observar en el grfico que hasta tanto no se alcanzan los0,7 voltsobre el eje+x, el valor de lacorriente(Id)no indica ninguna variacin debido a la resistencia que, por debajo de ese voltaje, ofrece la barrera de potencial al flujo de los electrones en el punto de unin"p-n". Sin embargo, a partir de los 0,7 volt un pequeo incremento en el valor de la tensin, originar un enorme flujo de intensidad de corriente, tal como se puede apreciar en el grfico, representado por la curva de color verde (paralela al eje+y), en la parte correspondiente a la regin de polarizacin directa del diodo. (Como ya se mencion anteriormente, a diferencia del diodo de silicio (Si), un diodo de germanio (Ge) slo requiere 0,3 volt de polarizacin directa para que comience a conducir la corriente).si el diodo se polariza de forma inversa aplicndole una tensin o voltaje inverso a partir de0 volty siguiendo el eje x, vemos que aunque incrementemos el valor de esa tensin, la corriente(Ii)no muestra variacin alguna, excepto en un punto donde se produce una pequesimacorriente de fugade unos pocos micro Amper. A partir de ese momento si continuamos incrementando el valor de la tensin se llega al punto deruptura inversa, (codo de la curva de color verde), donde el aislamiento de la unin"p-n"se rompe originndose un flujo de corriente, de valor tan alto, que destruye el diodo y lo hace inservible.

PROCEDIMIENTO:

Realizamos la simulacin de la polarizacin inversa directa y no palarizado del diodo rectificador en PROTEUS. Realizamos la medicin del diodo rectificador con el ohmetro en polarizacin directa e inversa. Generamos una seal senoidal con el generador de seales para implementar el circuito de rectificacin de media onda. Con la ayuda del osciloscopio pudimos observar la curva caracterstica del diodo al estar polarizado directamente e inversamente Comparamos los resultados obtenidos con los resultados simulados en PROTEUS

SIMULACIN DIODO NO POLARIZADO

DIODO POLARIZADO DIRECTAMENTE

DIODO POLARIZADO INVERSAMENTE

IMPLEMENTACIN DEL DIODO EN EL PROTOBOARD

VISUALIZACIN EN EL OSCILOSCOPIO

DIODO POLARIZADO DIRECTAMENTE

DIODO POLARIZADO INVERSAMENTE

MEDICIONES

DIODOMEDIDAS

POLARIZADO DIRECTAMENTE220K

POLARIZADO INVERSAMENTE 10M

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

CONCLUSIONES:

El diodo rectificador acta como rectificador de media onda en corriente alterna. El diodo rectificador acta como un switch cuando trabajamos en corriente continua. Al polarizar directamente el diodo acta como un switch activo que permite el paso de energa Al polarizar el diodo inversamente el diodo acta como un circuito abierto con resistencia muy alta o infinita impidiendo el paso de electrones Visualizamos la curva caracterstica del diodo rectificador polarizado directamente e inversamente con la ayuda del osciloscopio.

RECOMENDACIONES:

Al momento de conectar el diodo debemos identificar correctamente la simbologa del diodo para polarizar correctamente directa o inversamente, as evitaremos confusiones y malas mediciones.

0. BIBLIOGRAFA:

http://www.asifunciona.com/fisica/af_diodos/af_diodos_2.htm http://roble.pntic.mec.es/jlop0164/archivos/diodo.pdf http://www.ehowenespanol.com/caracteristicas-del-diodo-germanio-del-diodo-silicio-lista_153695/ http://www.monografias.com/trabajos78/rectificador-controlado-silicio-scr/rectificador-controlado-silicio-scr.shtml#rectifica