Post on 21-Dec-2015
description
PED 2002-03 3.1
DIODOS
• Símbolo. Polarización
• Tipos de diodos
• Curva característica
• Aproximaciones lineales del diodo rectificador
• Aproximaciones lineales del diodo Zener
• Resolución de circuitos con diodos
Universidad del País Vasco Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadoresehuupv
eman ta zabal zazu
PED 2002-03 3.2
Características. Símbolo
• Diodo semiconductor: union PN. Referencia: diodos de silicio (Si)• Elemento biterminal. Terminales diferentes.
+Cátodo Ánodo –
Polarización directa Polarización inversa
+ –
+ –
E
I
+–
+ –
E
I
PED 2002-03 3.3
Diodo rectificador• En P.D. conduce corriente. En P.I. no conduce.
Diodo LED• En P.D. conduce corriente y emite luz.• En P.I. no conduce corriente y no emite luz.
Fotodiodo• Opuesto al anterior. En P.I. absorbe luz detectada y conduce corriente
Diodo Zener• En P.D. como el diodo rectificador• En P.I., si se supera cierta tensión (tensión Zener) conduce también.
Tipos de diodos
PED 2002-03 3.4
Diodo rectificador• Relación exponencial
Curva característica corriente/tensión
+ –VD
ID ID
I.P. D.P.
0,7 VVD
ID
• P.I. corriente de saturación (pocos nA)• P.D. tensión umbral• P.I.: ruptura ID IS e
qVD
KT
1
PED 2002-03 3.5
Diodo Zener• Peculiaridad en P.I: superada Vz, “ruptura Zener”
conduce corriente sentido inverso
Curva característica corriente/tensión
D.P.
0,7 V
I.P.
VD
ID
VZ
+ –VD
ID ID
PED 2002-03 3.6
Primera aproximación: diodo ideal
• P.D. conduce como un cortocircuito• P.I. no conduce• Aproximación más alejada
Aproximaciones lineales del diodo rectificador
D.P.I.P.
VD
ID
PED 2002-03 3.7
A B+ –VD
ID ID
ID
D. P. : A B+ –VD 0
I. P. : A B+ –
CondiciónEcuación
VD 0 ID 0
ID 0 VD 0ID 0
VD
PED 2002-03 3.8
Segunda aproximación (más frecuente)
• P.D. conduce a partir de 0,7V• P.I. no conduce• Tiene en cuenta la tensión umbral
Aproximaciones lineales del diodo rectificador
D.P.
0,7 V
I.P.
VD
ID
PED 2002-03 3.9
D. P. :
CondiciónEcuación
A B+
+ –
0,7 V
–
A B+ –
ID
ID
VD
VD
0,7 V
I. P. : A B+ –
ID 0
VD
ID 0 VD 0, 7 V
VD 0,7 V ID 0ID ID
PED 2002-03 3.10
Tercera
• P.D. conduce a partir de 0,7V, pero la tensión aumenta si la corriente aumenta• P.I. no conduce
Aproximaciones lineales del diodo rectificador
D.P.
0,7 V
I.P.
VD
ID
PED 2002-03 3.11
D. P. :
Condición Ecuación
I. P. :
A B
+
A B+
+ –0,7 V
( r = 0,5 - 1 )–
–
r resistencia interna
A B+ –V
D
ID
ID
VD
ID
0
ID
0 VD
0, 7 V
VD
0, 7 rID
VD
0,7 rID
ID
0r
ID
PED 2002-03 3.12
• Sólo una aproximación (se pueden hacer más)• Similar a la 2ª aprox. del diodo rectificador• En P.D. se comporta igual, también a partir de 7V• En P.I. al llegar a la tensión Zener, conduce corriente en sentido
contrario
Aproximaciones lineales del diodo Zener
ID
D.P.
0,7 V
región Zener
región normal
I.P.
VD
VZ
PED 2002-03 3.13
D. P. :CondiciónEcuación
I. P. :
región normal:
región Zener:
parámetro conocido
B+
A
–VD
ID
ID
ID 0
A B
+
+ –
0,7 V
–
ID
VD 0,7 V
VD 0,7 V
+–
IZ
IZ
VZ
ID 0 IZ 0
A B+ –VD
ID 0
VZ
VZ VD 0,7 V
A B
+
+–
–VD VZ
IZIZVZ
IZ 0 ID 0VD VZ
PED 2002-03 3.14
• Punto de operación del diodo• Recta de carga
Resolución gráfica de circuitos con diodos
I.P. D.P.
0,7 VVD
ID
+–
+
–
A
B
VDIDETh
RTh
DDThTh VIRE
DThTh
ThD V
RR
EI
1
PED 2002-03 3.15
• Intersección: punto de operación del diodo
Resolución gráfica de circuitos con diodos
Q Punto de operación
VD
ID
ETh
RTh
ETh
VQ
VQ
,IQ
IQ
PED 2002-03 3.16
• Generador de tensión continua o fuente de alimentación
Una aplicación del diodo: el rectificador
220 V 50 Hz
6 V
50 Hz
5 V
Fuente de alimentación T
rans
form
ador
Rec
tific
ador
Filt
ro
Reg
ulad
or
PED 2002-03 3.17
1. Transformador
señal de c.a.
señal de c.a. más pequeña
Transformador
+
–vE
+
–vS
PED 2002-03 3.18
2.a Rectificador de media onda
c.a. (positiva y negativa)
c. pseudocontinua+
–
+
–
Rectificador
vEvS 0
vS
D
+
Entrada Salida
+
Rectificador– –
vE v
S v
R
RL
PED 2002-03 3.19
1.- VE> 0 i > 0 0 ≤ t ≤ T/2D
++
––RL vS vE 0vE 0
i
2.- VE < 0 i < 0 T/2≤ t ≤ TD
+
+
–
–
RLv
E0 i 0 v
S 0
+
–>0
PED 2002-03 3.20
T
T2
vE
vS
t
t
PED 2002-03 3.21
2.b Rectificador de onda completa: primera opción
+
+
+
RL
–vS
–
–vEA
vEB
vEA vE
vEB vE
DA
DB
PED 2002-03 3.22
+
+
+
–– –
vS RL
DA
DB
vEA
vEB
PED 2002-03 3.23
1.- VEA> 0 y VEB < 0
2.- VEA< 0 y VEB > 0
++
–vEA
RL
–vS
DA
+
+
––
vS
RL
vEB
DB
PED 2002-03 3.24
T
t
t
vE
vS
vEA v
EB
PED 2002-03 3.25
3. Filtro
D
+
Entrada Salida
+ Rectificador
Filtro
C––
vE
vS v
R
PED 2002-03 3.26
T4
5T 4
vS
t
vE
vEv
Cv
Ev
C
T4 3T
4
t
vS
vEA
vEB
vEA
vC
vEB
vC
• Filtro con rectificador de media onda
• Filtro con rectificador de onda completa
PED 2002-03 3.27
4. Regulador
D
+
Entrada Salida
+
Regulador
C–
RL v
S v
Rv
E
–
VZV min
t
vS
• Regulador con rectificador de media onda
PED 2002-03 3.28
• Regulador con rectificador de onda completa
VZ
V min
vS
t