ELECTRÓNICA ANALÓGICA

25

1. Práctica No. 1 2. Nombre. Diodos. 3. Objetivo. El alumno implementará circuitos con diodos rectificadores, leds y diodos zener para comprobar y validar su funcionamiento mediante el muestreo de formas de onda y voltajes en diferentes nodos de dichos circuitos. Además aprenderá a interpretar la información de una hoja de datos y comprenderá su utilidad. 4. Conceptos clave.

Unión P-N

Rectificación de CA

Dispositivo optoelectrónico

Regulador zener

5. Correlación con el temario. Esta práctica de laboratorio apoya el desarrollo de competencias relacionadas con la identificación, manejo y aplicación de dispositivos semiconductores de dos terminales, particularmente de los diodos rectificadores, leds y diodos zener. Facilitando al alumno la comprensión del comportamiento y características de dichos dispositivos. 6. Material y equipo necesario.

Equipo:

Fuente de VCD regulada

Multímetro digital

Generador de funciones

Osciloscopio digital

Material:

1 protoboard

1 transformador de potencia de 12VCA@1A

1 resistor de ½W

4 diodo rectificador de propósito general (1N4001, 1N4004, 1N4006 o 1N4007)

4 diodo emisor de luz de 3 o 5mm

1 diodo zener con VZ>5V @1W 7. Metodología.

a) Análisis de la hoja de datos. I. Descarga de Internet la hoja de datos (datasheet) del diodo que vas a utilizar en la

práctica.

ELECTRÓNICA ANALÓGICA

26

II. Identifica los parámetros de operación del diodo, particularmente la intensidad de corriente que soporta.

III. En función de la corriente suministrada por el transformador T1, calcula el valor de la resistencia R1 de forma que no se sobrepase el parámetro del diodo.

b) Construcción del circuito.

I. Alambra el Circuito 1 en tu protoboard, aunque no se especifica en el diagrama es muy importante incluir un interruptor en el circuito.

II. Revisa a detalle cada conexión del circuito. III. Energiza el circuito cerrando el interruptor.

c) Mediciones.

I. Utiliza el multímetro para medir los voltajes en D1 y R1, así como la intensidad de corriente que entra al circuito, anota los valores medidos.

II. Con el osciloscopio muestrea la señal antes del diodo D1 (canal 1 o CH1) y en paralelo con la resistencia R1 (canal 2 o CH2).

III. Mide los parámetros de voltaje (VPICO, VRMS) y frecuencia de ambos canales.

Nota: repite los procedimientos a, b y c aplicándolos a los circuitos 2 y 3, con los cambios que sean necesarios.

d) Diodo emisor de luz.

I. Investiga la cantidad de corriente que necesita tu led para funcionar apropiadamente.

II. Calcula el valor de R1 de manera que solo circule la cantidad necesaria de corriente por el Circuito 4.

III. Implementa el Circuito 4 en tu protoboard.

e) Mediciones. I. Mide los voltajes en LED1 y R1, así como la intensidad de corriente que entra al

circuito, anota los valores medidos.

Nota: repite los procedimientos f y g aplicándolos al circuito 5, con los cambios que sean necesarios.

f) Hoja de datos del diodo zener.

I. Consigue la hoja de datos de tu diodo zener. II. Busca y anota los valores de las principales características y parámetros de

operación del dispositivo

g) Calculo de la resistencia zener con V de entrada variable. I. En base a la información obtenida de la hoja de datos, calcula el valor de la

resistencia zener (RZ) tomando en cuenta que la resistencia de carga R1 es fija, y el voltaje de entrada V1 es variable.

h) Mediciones.

I. Construye el Circuito 6 en tu protoboard II. Ajusta V1=0V y cierra el interruptor J1.

ELECTRÓNICA ANALÓGICA

27

III. Mide el voltaje en R1 y la corriente en RZ, toma nota en la Tabla 1. IV. Eleva el valor de V1 en 1V. V. Repite III y IV aproximándote en lo posible a la máxima potencia que disipa tu diodo

zener, en ese momento concluye el experimento.

i) Calculo de la resistencia zener con R de carga variable. I. En base a la información obtenida de la hoja de datos, calcula el valor de la

resistencia zener (RZ) tomando en cuenta que la resistencia de carga R1 es variable (100Ω a 1kΩ), y el voltaje de entrada V1 es fijo.

j) Mediciones.

I. Construye el Circuito 6 en tu protoboard II. Ajusta V1 con 4V por encima del VZ de tu diodo. Establece R1 en 1kΩ. III. Cierra el interruptor J1. IV. Mide el voltaje en R1 y la corriente en RZ, toma nota en la Tabla 2. V. Disminuye el valor de R1 en 100Ω. VI. Repite IV y V aproximándote en lo posible a la máxima potencia que disipa tu diodo

zener, en ese momento concluye el experimento. 8. Circuitos.

Circuito 1.

Circuito 2.

Circuito 3.

Circuito 4.

Circuito 5.

Circuito 6.

T1

D1

R1

T1 D1

R1D2

T1

R1

D1

R1V19 V

LED1J1

RZ

V10-30V

J1

D1

R1R1

LED1 LED2

V1

1 Hz

9 V

LED3 LED4

ELECTRÓNICA ANALÓGICA

28

9. Sugerencias didácticas.

Que los alumnos utilicen el software NI Multisim para simular y validar el diseño de cada uno de los circuitos de esta práctica.

Una vez agotada la metodología, se sugiere que los alumnos propongan UN circuito de aplicación de diodos (rectificadores o zener) para que sean alambrados y analizados.

10. Reporte del alumno.

a) Mediciones y cálculos.

Tabla 1.

V1 VR1 IRZ

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

Tabla 2.

R1 VR1 IRZ

1k

900

800

700

600

500

400

300

200

100

b) Observaciones.

ELECTRÓNICA ANALÓGICA

29

c) Conclusiones.

11. Bibliografía preliminar.

Boylestad R. y Nashelsky L., Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos, 10ª Edición. México D.F.: Pearson Educación, 2009.

Malvino P. y Bates D., Principios de electrónica, 7ª Edición. Madrid, España: McGraw-Hill Interamericana de España, 2007.

Roldán J. y Gamíz J., Dispositivos electrónicos; Problemas resueltos, 2ª Edición. Madrid, España: Ra-Ma Editorial, 2010.