CUESTIN DIDCTICA 2.1

Observar y comentar los diferentes datos e informacin que se pueden obtener a partir de las hojas de caractersticas de un diodo.

La mayor parte de la informacin que facilita el fabricante en las hojas de caractersticas es solamente til para los que disean.

En la hoja caracterstica del diodo Schottky Rectifier se observa sus limitaciones mximas o tambin conocido como su tensin de ruptura que viene a estar dadas por VRRM,VRWM,VR que son los parmetros de bloqueo ,pero como en nuestro caso el fabricante solamente nos est dando el VRRM que es la tensin inversa de trabajo mximo ,el cual nos indica que este valor especfica la ruptura en ciertas condiciones de funcionamiento, lo importante es saber que la tensin de ruptura para este diodo es de 20V,independientemente de cmo se use este diodo .Esta tensin de ruptura se produce por la avalancha Tambin se puede observa parmetros en estado de conduccin ya que estos se deben tener encuentra para no sobrepasar los valores permitidos dada por el fabricante en la hoja caracterstica se observa que el IF(AV)es la mxima intensidad de pulsos senoidales que el diodo puede soportar con la capsula mantenida a una determinada temperatura en nuestro caso la hoja nos indica que la corriente es de 500 mA que puede soportar el diodo , tambin encontramos el IFSM que es la intensidad en directo de pico no repetitivo que nos indica que es el mximo pico de intensidad que se aplica por una vez cada 10 minutos o ms con duracin de pico de 10 ms ,en nuestro caso nos indica que la intensidad es de 5.5A

PROBLEMA 2.1

El diodo de potencia BYX 71 acta inicialmente con una corriente de 2A y una temperatura ideal de la unin de 25C. El diodo opera en un circuito en el cual la corriente es inversa, de 20 Amperios/microsegundo (A/s). Determinar el tiempo de recuperacin inversa, trr, as como la corriente inversa mxima, IRM

Solucin:

PROBLEMA 2.2Los dos diodos que se muestran en la figura 2.11 estn conectados en serie, un voltaje total de VD = 5 kV. Las corrientes de fuga inversas de los dos diodos son IS1 = 30 mA e IS2 = 35 mA. (a) Encuentre los voltajes de diodo, si las resistencias de distribucin del voltaje son iguales, R1= R2 = R = 100k.(b) Encuentre las resistencias de reparticin del voltaje R1 y R2, si los voltajes del diodo son iguales, VD1 = VD2 = VD/2.

Solucin:

a) Calculamos Vd1 y Vd2 de las ecuaciones para R1=R2=R

b) Calculamos R1 y R2 para Vd1=Vd2=Vd./2

Suponiendo que la R1=100K se obtiene R2

PROBLEMA 2.3Se pretende colocar 3 diodos, de tensin inversa mxima 40V, en serie para soportar una tensin total de 100V. Calcular las resistencias de ecualizacin necesarias sabiendo que la corriente inversa mxima de estos diodos (para 40V de tensin inversa) es de 40mA. Qu nombre recibe este tipo de ecualizacin?

Solucin:

Por d1 no circula corriente inversa y por d2 y d3 circula la mxima, por lo tanto, para estos dos tenemos:

Despejando tenemos: R = 0.3K

(Parmetro introducido para facilitar el clculo)

Debe cumplirse que:

PROBLEMA 2.4

Se conectan dos diodos en paralelo de forma que en total tienen que conducir 100A. Determinar el valor de las resistencias para que ninguno conduzca ms de 55A. Calcular la potencia y la cada de tensin en cada rama.Datos: VD1=1.5V; VD2=1.8V

Solucin:

Suponiendo que algn diodo conduzca 55A, este diodo ser el de menor tensin de codo

Como se sabe que:

Despejando tenemos que la resistencia en cada rama ser

La potencia en cada rama ser:

La cada de tensin en cada rama ser:

En la rama (1) En la rama (2)

PROBLEMA 2.5

Dos diodos con rango de 800V de voltaje y corriente inversa de 1mA, se conectan en serie a una fuente de AC de 980 voltios de tensin de pico (Vsmax). La caracterstica inversa es la presentada en la figura. Determinar:(a) Voltaje inverso de cada diodo.(b) Valor de la resistencia a colocar en paralelo de forma que el voltaje en los diodos no sea superior al 55% de Vsmax.(c) Corriente total y prdidas de potencia en las resistencias.

Solucin:

a) La corriente en el diodo es la corriente de fuga. Por lo tanto con 1mA

b) Teniendo la tensin de 980V, se tiene que:

Usando la siguiente ecuacin se calcula el valor de la resistencia:

c) La corriente en R

La potencia disipada en R es:

PROBLEMA 2.6

Dos diodos tienen las caractersticas presentadas son conectados en paralelo. La corriente total es de 50A. Son conectadas dos resistencias en serie con los diodos para provocar una redistribucin de la corriente. Determinar:(a) el valor de la resistencia de forma que por un diodo no circule ms del 55% de Imax(b) Potencia total de prdidas en las resistencias.(c) Cada de tensin diodo resistencia.

Solucin:

a) Teniendo la corriente de 50A, se tiene que

Obtenemos de la figura

De la siguiente ecuacin se obtiene

Donde se obtiene R:

b) Potencia disipada en R

c) Cada de tensin diodo resistencia

PROBLEMA 2.7

El transistor bipolar de la figura, tiene una en el rango 8 a 40. Calcular el valor de RB que resulta en saturacin con un factor de sobreexcitacin de 5, la f forzada y la prdida de potencia PT en el transistor.

Solucin:

La corriente de colector en saturacin es:

La corriente de base en saturacin es:

Normalmente se disea el circuito de tal forma que Ib >IbsEl factor de sobreexcitacin, ODF, proporciona la relacin entre ambas:

El valor de Rb se calcula a partir de la ecuacin de la corriente de base:

La forzada, f, mide la relacin entre ICS e IB

La prdida de potencia total, PT, es:

PROBLEMA 2.8Las formas de onda de la figura corresponden a un pulso de salida en un transistor de potencia.Determinar las prdidas de potencia debidas a la corriente de colector en los siguientes instantes:(a) Durante ton(b) Durante el tiempo de conduccin, tn (c) Durante toff(d) Durante el tiempo de apagado o no conduccin, toCalcular tambin la potencia de prdidas total, PT y dibujar la potencia instantnea, PC (t)

Solucin:

a) Durante tiempo de retraso 0 t td

La potencia instantnea debida a la corriente del colector es:

La prdida de potencia promedio durante el tiempo de retraso es:

Durante tiempo de elevacin 0 t tr

La potencia ser mxima cuando t=tm.

De la siguiente ecuacin nos da la potencia pico

La prdida de total de potencia durante la activacin es:

b) El periodo de conduccin 0 t tn

c) El periodo de conduccin 0 t ts

Tiempo de abatimiento 0 t tf Despreciando Iceo en ambos casos

Esta prdida de potencia durante el tiempo de abatimiento ser mxima cuando t=tf/2=1.5 ya siguiente ecuacin da la potencia pico

La prdida de potencia durante la desactivacin es:

d) Periodo desactivo 0 t to

e) La prdida total de potencia en el transistor debido a la corriente del colector es:

f) grafica de la potencia instantnea

CUESTIN DIDCTICA 2.2

Cmo incide la VCESAT sobre las prdidas totales?

La saturacin del transistor se puede definir como el punto por arriba del cual cualquier incremento en la corriente de base no aumenta significativamente la corriente del colector. En saturacin la corriente de colector prcticamente se mantiene constante. Una vez que el transistor el Vcesat no se reduce en relacin con el aumento de la corriente de base, sin embargo aumenta la perdida de potencia .a un valor alto de factor de sobreexcitacin el transistor puede daarse debido al sobrecalentamiento. Si por otra parte el transistor opera por debajo de las especificaciones (IB