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1.6 Comportamiento de CC de un diodo.

ANÁLISIS POR RECTA DE CARGA

La carga o la resistencia de carga (RL o R) aplicada a un circuito, tendrá un efecto importante sobre el punto de región de operación de un dispositivo (en este caso el diodo).

Si se aplica la ley de voltajes de Kirchoff:

V - VD - VL = 0

V = VD + IDRL

Si se realiza un análisis en esta malla, de tal manera que pueda trazarse una línea recta sobre la curva de características del diodo, entonces la intersección de éstas representará el punto de operación de la red o punto Q.

Nótese que la recta de carga queda determinada en sus extremos por RL y V, de tal manera que representa las características de la red. Si se modifica el valor de V o de RL o de ambos, entonces la recta de carga cambiará también.

Los extremos de la recta de carga se obtienen buscando las intersecciones con los ejes (ID =

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0 y después VD = 0):

Si VD = 0:

V = IDRL ó ID = V / RL

Si ID = 0:

V = VD ó VD = V

Como se mostró anteriormente, una línea recta trazada entre estos dos puntos define la recta de carga.

Es muy válido también utilizar para el diodo, en lugar de la curva real, la curva del modelo simplificado. En este caso, el punto Q no cambiará o cambiará muy poco.

Si en lugar del modelo simplificado se utilizara el modelo del diodo ideal, entonces sí cambiaría mucho el punto Q.

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COMPORTAMIENTO DE CC DE UN DIODO

En esta sección se utilizará el modelo simplificado, o modelo aproximado del diodo para analizar el comportamiento en diversas configuraciones en serie y en paralelo con entradas de CD.

Para cada configuración o circuito debe determinarse primero el estado de cada diodo (Conducción o No Conducción). Después de determinar esto se puede poner en su lugar el equivalente adecuado y determinar los otros parámetros de la red.

En lo subsecuente, se utilizará el modelo simplificado, o modelo aproximado del diodo para analizar el comportamiento en diversas configuraciones en serie y en paralelo con entradas de CC (Corriente Continua, Corriente Directa).

A continuación se abordarán algunos puntos y conceptos a tomar en cuenta previos y para el análisis de un circuito con diodos:

1.- Un diodo estará en estado activo si VD = 0.7V para el Si y VD = 0.3 para el Ge.

2.- Para cada configuración o circuito debe determinarse primero el estado de cada diodo (conducción o no conducción).

3.- Después de verificar el punto anterior, en ocasiones es conveniente poner en lugar del diodo, el circuito equivalente adecuado y posteriormente determinar los otros parámetros de la red.

4.- Hay que tener en cuenta que:

o Un circuito abierto puede tener cualquier voltaje a través de sus terminales (hasta VPI en el caso de un diodo), pero la corriente siempre es cero (IS en el caso de un diodo, aunque IS » 0).

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o Un corto circuito tiene una caída de cero volts a través de sus terminales (0.7 volts para un diodo de Si, 0.3 volts para un diodo de Ge, 0 volts para un diodo ideal) y la corriente estará limitada por la red circundante.

En los diversos circuitos que se muestran a continuación, determine VD, ID y VR. 1.-

Con V = 12 voltsRealizando la malla:V - VT - VR = 012 - 0.7 - IR = 0Despejando I de la ecuación anterior:I = (12 - 0.7)/1.2 k = 9.42 mA Si en el ejemplo anterior se invierte el diodo:2.-

Con el diodo invertido la corriente por él será cero (si se utiliza el modelo simplificado)y entonces I = 0.12 - VD - VR = 0, donde VR = IR = 0VD = 12 voltsI = ID = 0 A 3.-

En este caso, aunque la polaridad del voltaje de la fuente es adecuada para polarizar el diodo, el nivel de voltaje es insuficiente para activar al diodo

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de silicio y ponerlo en el estado de conducción.

De acuerdo con la gráfica ID = 00.4 - 0.4 - VR = 00.4 - 0.4 - IR = 0I = 0 Þ VR = 04.-

12 - VTSi - VTGe - IDR = 0 , si ID = I12 - 0.7 - 0.3 - I (5.6k) = 0I = 11V / 5.6k = 1.96 mAVR = (1.96 mA)(5.6 k) = 11Vo = VR = 11V 5.-

Þ

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6.-

V1 - VR1 - VD - VR2 + V2 = 010 - IR1 -0.7 - IR2 + 5 = 014.3 - I(R1 + R2) = 0I = 14.3 / (4.7k + 2.2k) = 2.1 mAVo = VR2 - V2 = (4.56 - 5)v = -0.44vVR2 = (2.1 mA)(2.2k) = 4.56v 7.-

10 - VR - 0.7 = 010 - (I)(R) - 0.7 = 0I = 9.3 / 3.3k = 2.8 mAVR = (I)(R) = (2.8m)(3.3k) = 9.3 v 8.-

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9.-

10.-

-VR2 + 20 - VD1 - VD2 = 0