CURVAS CARACTERISTICAS DEL DIODO

I. Objetivo General

Al finalizar el experimento el estudiante estará en capacidad de describir en términos de sus características eléctricas el funcionamiento de los diodos de silicio, germanio, diodos Zener y los diodos emisores de luz (LEDs). Estará también capacitado para establecer las diferencias entre todos ellos.

II. Objetivos Específicos

1. Comprobar el estado de diodos de silicio y germanio utilizando multímetros digitales.

2. Utilizar diferentes métodos para obtener la curva característica de diodos.

III. Cuestionario

1. En varios laboratorios del presente curso deberán aislarse las tierras entre generadores/fuentes y el osciloscopio. Investigue por qué este aislamiento es necesario. ¿Qué ocurre al circuito de la figura 2 si no se aíslan las tierras?

Es importante el aislamiento a tierra ya que sin una puesta a tierra la persona puede estar sometida a una tensión eléctrica, que según su importancia puede ocasionar la muerte, y también permite eliminar sin riesgo la corriente de fuga.

2. Investigue el comportamiento de un diodo ideal, el funcionamiento de un diodo de unión pn, y el origen de las curvas características de los últimos. ¿Qué significa que un diodo este polarizado en forma directa o inversa?

Un diodo ideal es un componente discreto que permite la circulación de corriente entre sus terminales en un determinado sentido mientras que la bloquea en el sentido contrario.Características de un diodo de unión pn, es un diodo que cuyo objetivo en general es de conducir en un solo sentido la corriente.El diodo polarizado en forma directa la corriente circula del ánodo al cátodo en sentido directo.El diodo en polarización inversa: cuando una tensión negativa en bornes del diodo tiende hacer pasar la corriente en sentido inverso, del cátodo al ánodo.

3. Investigue que funciona matemática describe el comportamiento de un diodo de unión pn y como es afectado por la temperatura.

La corriente de saturación depende de la temperatura y también de los niveles de dopaje y del área de unión, se puede demostrar que la corriente de saturación inversa se duplica cada incremento de 10℃ y que aproximadamente sigue la siguiente expresión:

ID=I s(eVDnV T−1)

Datos experimentales:

VR 0.68 1.08 1.61 2.22 2.56 2.95 3.55 4.53 5.83E 1.23 1.53 2.23 2.88 3.22 3.62 4.24 5.22 6.52VD 0.56 0.57 0.59 0.60 0.61 0.62 0.63 0.64 0.65ID 0.7x10-3 1.1x10-3 1.6x10-3 2.2x10-3 2.6x10-3 3x10-3 3.6x10-3 4.6x10-3 5.4x10-3

I S (t )=I s(25℃)2T−2510

0.54 0.56 0.58 0.6 0.62 0.64 0.660

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0.007

f(x) = 7.59282170892664E-09 exp( 20.8292908205001 x )

Valores YExponential (Valores Y)

Voltaje del diodo (Vd)

Inte

nsid

ad d

el d

iodo

(Id)

Corriente de saturación -- > Is = 8x10-9

Constante de Boltzmann:

4. Investigue qué diferencia hay entre el comportamiento de diodos de silicio y de

germanio.

Diodo de silicio:*a construcción del diodo de silicio con silicio purificado.*cada lado del diodo se imprenta con impurezas.*su voltaje de polarización directa es de 0.7V*relativamente fácil y barato de obtener y procesar.*son más frecuentes que los diodos de germanio.

Diodo de germanio:*su fabricación es de manera similar al de diodo de silicio*su voltaje de polarización directa es de 0.3V.

5. Investigue el comportamiento y funcionamiento de los diodos emisores de luz(LED).

Se comporta como una llave, o interruptor abierto, en el sentido contrario (polarización inversa). Es decir, en el momento en que la corriente no circule a través de él no emitirá luminosidad mientras que, al estar polarizado en directa, la corriente circulara por su interior y su química interna permitirá la emisión de fotones que vemos en forma de luz.Funcionamiento: Cuando a un diodo LED le aplicamos corriente eléctrica procedente de una batería o de cualquier otra fuente de corriente directa (C.D.) con el fin de polarizarlo directamente, los electrones comienzan a fluir desde la región “N” (cátodo) hacia la región “P” (ánodo). Cada vez que un electrón atraviesa la barrera de potencial que se forma en el punto de unión o juntura entre ambas regiones del diodo para unirse a un hueco emite, simultáneamente, un fotón de luz.

6. Investigue el comportamiento del diodo Zener y el origen de su curva característica.El diodo Zener es un diodo de cromo que se ha construido para que funcione en la zonas de ruptura, recibe ese nombre por su inventor Clarence Melvin Zener. Es la parte esencial de los reguladores de tensión.

7. Busque los datos de los fabricantes de los diodos empleados en este experimento.

Tensión inversa de ruptura:*Tensión inversa repetitiva de pico 50V*Tensión de inversa de pico de funcionamiento 50V*Tensión de bloqueo en cc 50V

Corriente máxima con polarización directa:

*corriente rectificada media con polarización directa (monofásica, carga resistiva, 60Hz, T A=75℃) = 1ª

Caída de tensión con polarización directa:

*caída de tensión máxima instantánea con polarización directa (if=1,0 A ,T j=25℃¿Valores típicos: 0.93VValores máximos: 1.1V

Corriente inversa máximaT j=25℃

Valores típicos: 0.05μAValores máximos: 10μA

T j=100℃Valores típicos: 1.0 μAValores máximos: 50μA

8. Investigue cómo funcionan un multímetro digital en su escala de medición de diodos.

Se coloca el cable de color rojo en el ánodo de diodo (el lado de diodo que no tiene franja) y el cable de color negro en el cátodo(este lado tiene la franja). El propósito es que el multímetro inyecte una corriente continua en el diodo (este es el proceso que se hace cuando se miden resistores), si la resistencia que se lee es baja indica que el diodo, cuando esta polarizado en directo, funciona bien y circula corriente a través de el(como debe ser).Se coloca el cable de color rojo en el cátodo y el cable negro en el ánodo del diodo, en este caso, como en anterior el propósito es hacer circular corriente a través del diodo, pero ahora en sentido puesto a la flecha e este; si la resistencia leída es muy alta, esto nos indica que el diodo se comporta como esperaba, pues es un diodo polarizado en inverso casi no conduce corriente, si esta resistencia es muy baja puede ser una indicación de que el diodo está en “corto” y deba ser reemplazado.