DIodos
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Diodo como elemento de circuito
Aplicar en circuitos básicos: recortadores rectificadores reguladores
Objetivos
Analizar el uso de modelos lineales aproximados
Estudiar el comportamiento del diodo como elemento de circuito no lineal
P(NA)
N(ND)
Región tipo P Región tipo N
Región neutra tipo P Región neutra tipo N
Región de carga espacial
Ánodo Cátodo
Si se colocan los terminales de ánodo (región P) y cátodo (región N) se forma un dispositivo electrónico denominado diodo de unión PN.
P N
Ánodo Cátodo A K
Estructura básica de un diodo de unión PN
ID
La juntura PN se cubre con una envoltura plástica o metálica denominada encapsulado.
Cátodo
El cátodo K y el ánodo A se indican en el encapsulado.Normalmente el K se marca con una banda.Se debe consultar la hoja de datos.
Encapsulado
SOT: encapsulado de tres terminales en el cual hay uno o dos diodos.
SOD y SMA: encapsulado para montaje superficial. La banda indica el K.SOT
Encapsulados para diodos de montaje superficial
ID
VD
Característica corriente-tensión diodo real
Ecuación de Shockley modificada
1) - V/ηV(e Is I TDD
: factor de idealidad, varía entre 1 y 2
Ecuación válida hasta la región de ruptura
¿Cómo informa el fabricante?
Utiliza la hoja de datos.
En la hoja de datos encontramos la información necesaria para operar al dispositivo sin exceder sus límites de funcionamiento.
Parámetros y límites de operación de los dispositivos
Tipos de encapsulado
Pines o terminales de salida (pinout)
Aplicaciones
Métodos de prueba
Ejemplos
Tipo de encapsulado
Valores límites de funcionamiento
Familia de diodos
Disipación de potencia
Características eléctricas
Las hojas de datos de diodos dan las gráficas para polarización directa y polarización inversa en función de la temperatura
Polarización directa
A K
+ -
Polarización inversa
A K
+-
La tensión directa disminuye al aumentar la temperatura
La corriente inversa aumenta al aumentar la temperatura
Diodo como elemento de circuito
VCC
0
R
D
IDVR
+
-
-+ VD
Ecuación de la malla:
una ecuación con dos incógnitas, la ecuación que falta para obtener la solución corresponde a la característica del diodo 1) - / VV(e I I TDsD
(1) VCC = VD + ID R
Si de (1) despejamos ID obtenemos: RV
- R
V I
DCCD
Ecuación de una recta en el plano ID-VD Recta de carga estática
Para trazar la recta de carga estática sólo se necesitan dos puntos:
El método gráfico permite analizar circuitos con elementos no lineales
Q
VDQ
IDQ
RV
- R
V I
DCCD
CCDD V V 0 I
RV
I 0 VCC
DD
VCC
VCC/R
Q (IDQ, VDQ): punto de reposo estático
Para variar el punto Q podemos modificar el valor de VCC o de la carga R.
QQ1
VCC VCC1
R2
R1
- Si varía VCC la recta de carga se mueve en forma paralela
- Si varía R cambia la pendiente de la recta de carga estática
Modelo de diodo ideal
Modelo aproximado lineal, permite rápidamente analizar circuitos con diodos. Considera el comportamiento del diodo como una llave ideal.
A K
A K
Característica ID-VD diodo ideal
ID
VD
VCC
0
Llave abiertaR
Polarización inversa, VD < 0 V
0
R
Llave cerrada
VCC
Polarización directa, VD > 0 V
polarización directa: VD 0 V llave cerrada
polarización inversa: VD < 0 V llave abierta
Modelo lineal por tramos
ID [mA]
VD [V]
Característica diodo lineal por tramos
V = 0.7 V
A K
Polarización directa con VD V
V
RVCC
Diodo
Polarización inversa con VD < V
ID [mA]
ID [nA]
VD [V]
Tensión umbral VV 0.7 V (Si)
RVCC
Llave abierta