PED 2002-03 3.1

DIODOSDIODOS

• Símbolo. PolarizaciónSímbolo. Polarización• Tipos de diodosTipos de diodos• Curva característicaCurva característica• Aproximaciones lineales del diodo rectificadorAproximaciones lineales del diodo rectificador• Aproximaciones lineales del diodo ZenerAproximaciones lineales del diodo Zener• Resolución de circuitos con diodosResolución de circuitos con diodos

PED 2002-03 3.2

Características. SímboloCaracterísticas. Símbolo

• Diodo semiconductor: union PN. Referencia: diodos de silicio (Si)Diodo semiconductor: union PN. Referencia: diodos de silicio (Si)• Elemento biterminal. Terminales diferentes.Elemento biterminal. Terminales diferentes.

+ Cátodo Ánodo –

Polarización directaPolarización directa Polarización inversaPolarización inversa

+ –

+ –

E

I

+–

+ –

E

I

PED 2002-03 3.3

Diodo rectificadorDiodo rectificador• En P.D. conduce corriente. En P.I. no conduce.En P.D. conduce corriente. En P.I. no conduce.

Diodo LEDDiodo LED• En P.D. conduce corriente y emite luz.En P.D. conduce corriente y emite luz.• En P.I. no conduce corriente y no emite luz.En P.I. no conduce corriente y no emite luz.

FotodiodoFotodiodo• Opuesto al anterior. En P.I. absorbe luz detectadaOpuesto al anterior. En P.I. absorbe luz detectada y conduce corrientey conduce corriente

Diodo ZenerDiodo Zener• En P.D. como el diodo rectificadorEn P.D. como el diodo rectificador• En P.I., si se supera cierta tensión (tensión Zener)En P.I., si se supera cierta tensión (tensión Zener) conduce también.conduce también.

Tipos de diodosTipos de diodos

PED 2002-03 3.4

Diodo rectificadorDiodo rectificador• Relación exponencialRelación exponencial

Curva característica corriente/tensiónCurva característica corriente/tensión

+ –VD

ID ID

I.P. D.P.

0,7 VVD

ID

• P.I. corriente de saturación (pocos nA)P.I. corriente de saturación (pocos nA)• P.D. tensión umbralP.D. tensión umbral• P.I.: rupturaP.I.: ruptura ID IS e

qVDKT

1

PED 2002-03 3.5

Diodo ZenerDiodo Zener• Peculiaridad en P.I: superada Vz, “ruptura Zener”Peculiaridad en P.I: superada Vz, “ruptura Zener”

conduce corriente sentido inversoconduce corriente sentido inverso

Curva característica corriente/tensiónCurva característica corriente/tensión

D.P.

0,7 V

I.P.

VD

ID

VZ

+ –VD

ID ID

PED 2002-03 3.6

Primera aproximación: diodo idealPrimera aproximación: diodo ideal• P.D. conduce como un cortocircuitoP.D. conduce como un cortocircuito• P.I. no conduceP.I. no conduce• Aproximación más alejadaAproximación más alejada

Aproximaciones lineales del diodo rectificador 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)Segunda aproximación (más frecuente)• P.D. conduce a partir de 0,7VP.D. conduce a partir de 0,7V• P.I. no conduceP.I. no conduce• Tiene en cuenta la tensión umbralTiene en cuenta la tensión umbral

Aproximaciones lineales del diodo rectificador 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

TerceraTercera

• P.D. conduce a partir de 0,7V, pero la tensión aumenta si la corriente aumentaP.D. conduce a partir de 0,7V, pero la tensión aumenta si la corriente aumenta• P.I. no conduceP.I. no conduce

Aproximaciones lineales del diodo rectificador 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)Sólo una aproximación (se pueden hacer más)• Similar a la 2ª aprox. del diodo rectificadorSimilar a la 2ª aprox. del diodo rectificador• En P.D. se comporta igual, también a partir de 7VEn P.D. se comporta igual, también a partir de 7V• En P.I. al llegar a la tensión Zener, conduce corriente en sentido contrarioEn P.I. al llegar a la tensión Zener, conduce corriente en sentido contrario

Aproximaciones lineales del diodo Zener 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–V

D

ID ID

ID 0

A B

+

+ –0,7 V

–

ID

VD 0,7 V

VD 0,7 V

+–

IZIZ

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 diodoPunto de operación del diodo• Recta de cargaRecta de carga

Resolución gráfica de circuitos con diodos Resolución gráfica de circuitos con diodos

I.P. D.P.

0,7 VVD

ID

+–

+

–

A

B

VDIDETh

RTh

DDThTh VIRE

DThTh

ThD V

RRE

I 1

PED 2002-03 3.15

• Intersección: punto de operación del diodoIntersección: punto de operación del diodo

Resolución gráfica de circuitos con diodos Resolución gráfica de circuitos con diodos

Q Punto de operación

VD

ID

ETh

RTh

EThVQ

VQ ,IQ IQ

PED 2002-03 3.16

• Generador de tensión continua o fuente de alimentaciónGenerador de tensión continua o fuente de alimentación

Una aplicación del diodo: el rectificador Una aplicación del diodo: el rectificador

220 V 50 Hz

6 V

50 Hz

5 V

Fuente de alimentación Tr

ansf

orm

ador

Rec

tific

ador

Filtr

o

Reg

ulad

or

PED 2002-03 3.17

1. Transformador1. Transformador

señal de c.a.

señal de c.a. más pequeña

Transformador

+

–vE

+

–vS

PED 2002-03 3.18

2.a Rectificador de media onda2.a Rectificador de media onda

c.a. (positiva y negativa)

c. pseudocontinua+

–

+

–

Rectificador

vEvS 0

vS

D

+

Entrada Salida

+

Rectificador– –

vE vS vR

RL

PED 2002-03 3.19

1.- 1.- VVEE> 0 > 0 ii > 0 > 0 0 ≤ 0 ≤ tt ≤ ≤ TT/2/2D

++

––RL vS vE 0vE 0

i

2.- 2.- VVEE < 0 < 0 ii < 0 < 0 TT/2≤ /2≤ tt ≤ ≤ TTD

+

+

–

–

RLvE 0 i 0 vS 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 opción2.b Rectificador de onda completa: primera opción

+

+

+

RL

– vS ––

vEA

vEB

vEA vE

vEB vE

DA

DB

PED 2002-03 3.22

+

+

+

–– –

vS RLDA

DB

vEA

vEB

PED 2002-03 3.23

1.- 1.- VVEAEA> 0 y > 0 y VVEBEB < 0 < 0

2.- 2.- VVEAEA< 0 y < 0 y VVEBEB > 0 > 0

++–

vEARL

–vS

DA

+

+

––

vS

RL

vEB

DB

PED 2002-03 3.24

T

t

t

vE

vS

vEA vEB

PED 2002-03 3.25

3. Filtro3. Filtro

D

+

Entrada Salida

+ Rectificador

Filtro

C ––vE vS vR

PED 2002-03 3.26

T4

5T 4

vS

t

vE

vE vCvE vC

T4 3T

4

t

vS

vEA vEB

vEA vCvEB vC

• Filtro con rectificador de media ondaFiltro con rectificador de media onda

• Filtro con rectificador de onda completaFiltro con rectificador de onda completa

PED 2002-03 3.27

4. Regulador4. ReguladorD

+

Entrada Salida

+

Regulador

C –

RL vS vRvE

–

VZV min

t

vS

• Regulador con rectificador de media ondaRegulador con rectificador de media onda

PED 2002-03 3.28

• Regulador con rectificador de onda completaRegulador con rectificador de onda completa

VZV min

vS

t