INSTITUTO TECNOLOGICO DE MERIDA

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INGENIERIA EN SISTEMAS COMPUTACIONALESCIRCUITOS ELECTRICOS Y ELECTRONICOS PRACTICA 2: DIODOS, LEDS Y ZENERS.OBJETIVO: CONSTRUIRA CIRCUITOS DEMOSTRATIVOS DE DIODOS, ZENERS Y LEDS.NOCIONES TEORICAS: El DiodoEs el dispositivo semiconductor ms sencillo y se puede encontrar, prcticamente en cualquier circuito electrnico. Los diodos se fabrican en versiones de silicio (la ms utilizada) y de germanio (a veces llamados de cristal). Smbolo y figura de un diodo Tpico.

Constan de dos partes una llamada N y la otra llamada P, separados por una juntura tambin llamada barrera o unin. Esta barrera o unin es de 0.3 voltios en el germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio.

El diodo se puede hacer funcionar de 2 maneras diferentes:

Polarizacin directa: Es cuando la corriente que circula por el diodo sigue la ruta de la flecha (la del diodo), o sea del nodo al ctodo. En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportndose prcticamente como un corto circuito.

Diodo en polarizacin directaPolarizacin inversa: Es cuando la corriente en el diodo desea circular en sentido opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o se del ctodo al nodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prcticamente como un circuito abierto.

Diodo en polarizacin inversa

Aplicaciones del diodo: Los diodos tienen muchas aplicaciones, pero una de la ms comunes es el proceso de conversin de corriente alterna (C.A.) a corriente continua (C.C.). En este caso se utiliza el diodo como rectificador.

Como probar un diodo.

Poder determinar si un diodo est en buen estado o no, es muy importante en la vida de un tcnico en electrnica, pues esto le permitir poner a funcionar correctamente un artculo electrnico.

1.- Ponga el Multmetro en el selector de probador de diodos (ver figura).2.- Localice el nodo y el Ctodo del diodo (este ltimo es el que tiene la franja).

3.- La punta roja del multmetro va al nodo y la negra al ctodo.

4.- Si el diodo esta bueno, debe marcar un valor entre 0.5 y 0.8, si esta malo marca 1.

5.- Invierta las puntas y repita la operacin; debe de marcar 1.

El Diodo ZennerUn diodo Zenner, es un diodo de silicio que se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas. Llamados a veces diodos de avalancha o de ruptura, el diodo zenner es la parte esencial de los reguladores de tensin casi constantes con independencia de que se presenten grandes variaciones de la tensin de red, de la resistencia de carga y temperatura.

Imagen de un diodo Zener y su smbolo electrnico.

Los diodos Zenner mantienen la tensin entre sus terminales prcticamente constante en un amplio rango de intensidad y temperatura, cuando estn polarizados inversamente, por ello, este tipo de diodos se emplean en circuitos estabilizadores o reguladores de la tensin tal y como el mostrado en la figura. Eligiendo la resistencia R y las caractersticas del diodo, se puede lograr que la tensin en la carga (RL) permanezca prcticamente constante dentro del rango de variacin de la tensin de entrada VS.El Diodo Emisor de Luz (LED)LED del acrnimo del ingls de Light-Emitting Diode, es un dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unin PN del mismo y circula por l una corriente elctrica. Este fenmeno es una forma de electroluminiscencia. El color (longitud de onda), depende del material semiconductor empleado en la construccin del diodo y puede variar desde el ultravioleta, pasando por el visible, hasta el infrarrojo. Los diodos emisores de luz que emiten luz ultravioleta tambin reciben el nombre de UV LED (UltraV'iolet Light-Emitting Diode) y los que emiten luz infrarroja suelen recibir la denominacin de IRED (Infra-Red Emitting Diode)..

Para conectar LEDs de modo que iluminen de forma continua, deben estar polarizados directamente, es decir, con el polo positivo de la fuente de alimentacin conectada al nodo y el polo negativo conectado al ctodo. Adems, la fuente de alimentacin debe suministrarle una tensin o diferencia de potencial superior a su tensin umbral. Por otro lado, se debe garantizar que la corriente que circula por ellos no excede los lmites admisibles (Esto se puede hacer de forma sencilla con una resistencia R en serie con los LEDs). Unos circuitos sencillos que muestran cmo polarizar directamente LEDs son los siguientes:

La diferencia de potencial Vd vara de acuerdo a las especificaciones relacionadas con el color y la potencia soportada.

En trminos generales, pueden considerarse de forma aproximada los siguientes valores de diferencia de potencial:[]Rojo = 1,8 V a 2,2 V

Naranja = 2,1 V a 2,2 V

Amarillo = 2,1 V a 2,4 V

Verde = 2 V a 3,5 V

Azul = 3,5 V a 3,8 V

Blanco = 3,6 V

Luego mediante la ley de Ohm, puede calcularse la resistencia R adecuada para la tensin de la fuente (Vfuente) que utilicemos.

El trmino I, en la frmula, se refiere al valor de corriente para la intensidad luminosa que necesitamos. Lo comn es de 10 mA para LEDs de baja luminosidad y 20 mA para LEDs de alta luminosidad

PUENTE DE DIODOS (RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA)

El circuito rectificador de onda completa de la figura, es el que se utiliza si lo que se desea es utilizar todo el voltaje del secundario del transformador (en el caso de un transformador con derivacin central). En el circuito con transformador con derivacin central, la tensin de salida depende de la mitad de la tensin del secundario

En este circuito el transformador es alimentado por una tensin en corriente alterna. Los diodos D1 y D3 son polarizados en directo en el semiciclo positivo, los diodos D2 y D4 son polarizados en sentido inverso. Ver que la corriente atraviesa la resistencia de carga RL.

En el semiciclo negativo, la polaridad del transformador es el inverso al caso anterior y los diodos D1 y D3 son polarizados en sentido inverso y D2 y D4 en sentido directo. La corriente como en el caso anterior tambin pasa por la carga RL. en el mismo sentido que en el semiciclo positivo.MATERIAL:ProtoboardCable de aluminio especial para protos.

3 LEDs de diferentes colores (rojo, verde y azul superbrillante)4 diodos 1N4006 (ojo con el modelo!!!)3 Resistencias de 220 y 3 de 1K1 Diodo Zener de 5.1volts 1 Capacitor de 2200uF

1 Fuente de voltaje

1 Multmetro digital

1 Juego de Caimanes

Pinzas de corte y de punta

Calculadora cientficaOsciloscopio

Generador de funciones

PROCEDIMIENTO:Parte 1Arme el circuito de abajo, coloque el voltmetro y el ampermetro como se muestra, tenga cuidado con la polaridad y poner el ampermetro en DC. Use el LED rojo.Llene la siguiente tabla:

Volts en D1Volts en R1Volts en LEDAmperaje

Repita el experimento de arriba, pero ahora con el LED azul brillante y por ultimo con el LED verde, anote sus resultados:

LED azul superbrilante:

Volts en D1Volts en R1Volts en LEDAmperaje

LED Verde:

Volts en D1Volts en R1Volts en LEDAmperaje

Ahora, invierta el diodo 1N4006 (conservando el LED verde), encienda el circuito y llene la sig. Tabla:

Volts en D1Volts en R1Volts en LEDAmperaje

Vuelva a armar el circuito de la parte1, invierta el LED rojo, y llene la siguiente tabla:Volts en D1Volts en R1Volts en LEDAmperaje

Parte 2Arme el circuito de abajo, coloque el voltmetro y el ampermetro como se muestra, tenga cuidado con la polaridad y poner el ampermetro en DC.

El voltaje de ruptura del diodo Zener BZX55C es de 5.1 volts (es decir a los 5.1v conduce en sentido inverso), as que calibre la fuente a 3 volts y llene la siguiente tabla, segn las mediciones mostradas en el diagrama:

VoltajeAmperaje

Repita el experimento de arriba, pero ahora con la fuente a 5.00 volts (trate de ser lo ms exacto), anote sus resultados:

VoltajeAmperaje

Repita el experimento de arriba, pero ahora con la fuente a 6.5volts (trate de ser lo ms exacto), anote sus resultados:

VoltajeAmperaje

Repita el experimento de arriba, pero ahora con la fuente a 8volts (trate de ser lo ms exacto), anote sus resultados:

VoltajeAmperaje

Parte 3Arme el circuito de abajo (pida ayuda al maestro para usar el osciloscopio y el generador de funciones), dibuje la seal producida:

Ahora cambie las puntas del osciloscopio a las terminales de la resistencia (como se muestra en el diag.), dibuje la seal producida:

Arme el mismo circuito de arriba pero aada un capacitor de 2200F (vea diagrama), dibuje la seal producida:

PREGUNTAS Y CONCLUSIONES:1.- En la parte 1, con que color de LED hay ms consumo de corriente?2.- Qu pasa al invertir el LED? 3.- Qu pasa al invertir el diodo 1N4004?

4.- En la parte 2, qu pasa con el diodo Zenner antes de los 5.1 volts?5.- Qu pasa con el diodo Zenner despus de los 5.1 volts?

7.- Cul fue el verdadero voltaje de ruptura del diodo Zener?8.- Cul es la funcin del puente de diodos?

9.- Qu diferencias hay entre las seales de entrada y de salida de un puente de diodos?

10.- Qu sucede al poner el capacitor de 2200uF con la seal de salida?

Practica 2FIRMA ALUMNO______________ FECHA_________FIRMA MAESTRO________PROBADOR DE

DIODOS