LABORATORIO INGENIERIA ELECTROMECANICA

LABORATORIO DE INGENIERIA ELECTROMECANICA E INGENIERIA MECANICA UTP

CONTENIDO

PRESENTACIN

4

LABORATORIO I: EL DIODO Y SUS APLICACIONES

5

LABORATORIO II: DIODO ZENER

11

LABORATORIO III: FUENTE DE ALIMENTACIN CON REGULADOR

16

LABORATORIO IV: EL TRANSISTOR: ANLISIS EN DC Y AC

21

LABORATORIO V: AMPLIFICADORES EN CASCADA

26

LABORATORIO VI: AMPLIFICADORES OPERACIONALES

30

PRESENTACIONLos circuitos analgicos son el punto de partida para el desarrollo de circuitos ms complejos, pues aqu se estudia el comportamiento de componentes bsicos, para luego desarrollar aplicaciones. El presente mdulo se divide en seis prcticas, que van acorde con la teora impartida en clase. El primer laboratorio se refiere al Diodo y sus Aplicaciones, donde se demostrar el funcionamiento del diodo y adems se dan pautas de rectificacin y filtrado. El segundo laboratorio presenta la prctica de Diodo Zener con el objetivo de conocer su funcionamiento y aplicacin como regulador. El tercer laboratorio se refiere a la implementacin de una Fuente de alimentacin con regulador, con el fin de trabajar con componentes y circuitos desarrollados en laboratorios anteriores. El cuarto laboratorio da una revisin al Transistor en un pequeo amplificador de seal, aqu se har el anlisis en DC y en AC. El quinto laboratorio presenta dos amplificadores en cascada para conocer de manera prctica un circuito multietapa y un modelo de acople, y finalmente se concluye con el tema de Amplificadores Operacionales.

El presente mdulo de laboratorio tiene como objetivo principal guiar al alumno a la comprobacin de la teora impartida en clase de una forma prctica.

El LABORATORIO DE INGENIERA ELECTROMECANICA E INGENIERA MECANICA agradece a los involucrados en el desarrollo del presente mdulo y esta dispuesto a recibir sugerencias sobre el presente trabajo para su posterior revisin y mejora.

V.J.M.J. // A.M.M.J.Ingeniero Monteza Zevallos Fidel TomasLABORATORIO I: EL DIODO Y SUS APLICACIONES

OBJETIVOS

Comprender el funcionamiento del diodo.

Determinar y representar la caracteristica voltamperimetrica de un diodo de unin empleando medidas de punto por punto.

Aprender una aplicacin con diodo como rectificacin de media onda.

Conocer los efectos del colocar un filtro a la salida de tensin.FUNDAMENTO TERICO

El diodo ideal

Es un dispositivo semiconductor (unin p-n, con nodo y ctodo) no lineal con caractersticas de corriente contra tensin, como la mostrada en la figura 1.1. Esta caracterstica se conoce como lineal a segmentos, ya que la curva se construye con segmentos de rectas. Ntese que si se intenta colocar una tensin positiva (o directa) a travs del diodo, la tensin tiende a cero. La pendiente de la curva es infinita. Por lo tanto, bajo esta condicin la resistencia es cero y el diodo se comporta como un corto circuito. Si se le coloca una tensin negativa (o inversa) a travs del diodo, la corriente es cero y la pendiente de la curva tambin es cero. Por lo tanto, el diodo se comporta ahora como una resistencia infinita, o circuito abierto.

Figura 1.1: Curva caracterstica del diodo ideal.

Operacin del diodo

La operacin del diodo se explica mejor con la curva de la figura 1.2. Conforme la tensin en directa aumenta ms alla de cero, la corriente no fluye de inmediato, es necesaria una tensin mnima, denotada por V, para obtener una corriente significativa. Conforme la tensin tiende a exceder V, la corriente aumenta con rapidez. La pendiente de la curva caracterstica es grande pero no infinita, como es el caso del diodo ideal. La tensin mnima necesaria para obtener una corriente significativa, V, es aproximadamente 0.7V para semiconductores de silicio (a temperatura ambiente) y 0.2V para semiconductores de germanio. Para diodos de galio, V es aproximadamente 1.2V.

Rectificacin

Es el proceso de convertir una seal alterna (ca) en otra que se restringe a una sola direccin (cd). La rectificacin se clasifica ya sea como de media onda o de onda completa.

Filtrado

Los impulsos de la onda rectificada pueden alisarse mediante filtros. Los filtros son elementos como los condensadores y los choques, los cuales se emplean como elementos pasivos del filtro.

MATERIALES Resistencia de 100 / 1/2w (1)

Resistencia de 1000 / 1/2w (1)

Diodo rectificador 1N4001 (1)

Condensador de 100(F / 16V (1)

Condensador de 220(F / 16V o 50V (1)

Condensador de 470(F / 16V o 50V (1)

Protoboard (1)

Multmetro (1)

Osciloscopio (1)

Fuente de voltaje regulable 0-15Vcd (1)

Generador de funciones (1)

Cables de Conexin

Figura 1.2: Curva caracterstica del diodo real

PROCEDIMIENTO

1. Implemente el circuito que se presenta en la figura 1.3.

Figura 1.3: Circuito con diodo en directa.2. Eleve el voltaje de la fuente V de 0 a 5 voltios (tomar 10 datos), y realice las mediciones de voltaje del diodo (VD) y corriente del diodo (ID), colocar los resultados en la tabla 1.1 y graficar VD vs. ID. Dibujar la curva en MatLab.

V(V)ID(mA)VD(mV)

Tabla 1.1: Datos para curva del diodo.3. Implemente el circuito que se presenta en la figura 1.4. En los nodos Vi y Vo colocar las puntas del osciloscopio en el canal I y II respectivamente con referencia a tierra.

Figura 1.4: Circuito rectificador de media onda.

4. Coloque Vi a 10Vpp/60Hz, y observe la salida Vo en el osciloscopio, dibuje la onda de salida y compare la salida Vo con la entrada Vi, use las cuadrculas de la figura 1.5. Realice la medicin de amplitud de la onda de salida.

Figura 1.5: Seales de entrada y de salida.

5. Implemente el circuito que se presenta en la figura 1.6.

Figura 1.6: Circuito rectificador con filtro C.6. Coloque Vi a 10Vpp/60Hz, y observe la salida Vo en el osciloscopio, dibuje la onda de salida y compare la salida Vo con la entrada Vi. Realice la medicin de la onda de salida, es decir el voltaje de rizo. Cambie el valor del condensador de 100(F por uno de 220(F y luego por otro de 470(F y apunte los datos obtenidos en la tabla 1.2. Dibuje lo que ocurre en Vi y Vo, use las cuadrculas de la figura 1.7.

Figura 1.5: Seales de entrada y de salida.CondensadorVoltaje de Rizo

100(F

220(F

470(F

Tabla 1.2: Relacin entre condensador y voltaje de rizo.

7. Comente los resultados de la tabla 1.1.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Comente los resultados de la tabla 1.2.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CUESTIONARIO

1. Dejara un diodo semiconductor que pase la corriente cuando tenga polarizacin directa?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2. Cmo identificara usted el anodo de un diodo que no este marcado?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3. Qu sucede con la rectificacin si se invierte el sentido del diodo del circuito de la figura 1.4? Dibuje que sucede con la rectificacin, y explique el resultado.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Analice el circuito de la figura 1.5 tomando en cuenta un condensador de 470(F.

5. Qu sucede con la salida Vo, si se cambia el condensador de 470(F por uno de 1000(F?. Analice tericamente el circuito.

CONCLUSIONES

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3ELECTRONICA ANALOGICA I

_1212265736.doc

_1212870720.doc

1N4001

1k

Vi

Vi

Vo

_1212870807.doc

Vo

1N4001

+

100uF

Vi

1k

Vi

_1212870650.doc

ID

100

-

+

1N4001

VD

V

_1200429662.unknown