Laboratorio con el diodo semiconductor o resistor no lineal

I.- OBJETIVOS

Analizar circuitos conformados por resistencias No Lineales

II.- FUNDAMENTO TEORICO

EL DIODO SEMICONDUCTOR

Algunos dispositivos electrónicos son lineales, es decir su corriente es directamente proporcional a su voltaje. La razón por la cual se le llama lineales es que su gráfica corriente en función del voltaje resulta ser una línea recta. El ejemplo más sencillo de un dispositivo lineal es un resistor ordinario. Si se grafica su corriente contra voltaje, se obtiene una línea recta.

Un diodo es diferente. Debido a la barrera de potencial existente, no se comporta como lo hace un resistor. Por tanto, difícilmente se puede esperar que su gráfica sea igual que la de un resistor. Como se vera una gráfica de corriente en función del voltaje para un diodo es no lineal.

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La fig. 1 muestra el símbolo esquemático de un diodo rectificador. El lado p se llama ánodo, y el lado n es el cátodo. El símbolo del diodo es como una flecha que apunta del lado p al lado n, del ánodo al cátodo. Por ello, la flecha del diodo es un recordatorio de que la corriente convencional circula con facilidad del lado p al lado n. Si se prefiere el flujo de electrones, tendrá que invertirse la visualización. En este caso, la dirección fácil para el flujo de electrones es en contra de la flecha del diodo. Dicho en otra forma, puede pensarse que el diodo apunta hacia el lugar de donde vienen los electrones libres.

LA REGION DIRECTA

El voltaje de codo de un diodo es donde la curva para polarización directa comienza a subir. Este voltaje es aproximadamente igual a la barrera de potencial del diodo. El diodo es un dispositivo no lineal porque su gráfica de corriente en función del voltaje no es una línea recta. Siempre se usa un resistor limitador de corriente con un diodo para evitar que la corriente exceda de un cierto valor máximo.

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LA REGION INVERSA

En un diodo polarizado inversamente hay una corriente muy pequeña. En primera aproximación, esta corriente es cero porque un diodo polarizado inversamente es como un conmutador abierto.

EL DIODO IDEAL

El diodo ideal es un cortocircuito en la región directa de conducción y es un circuito abierto en la región inversa.

CONDICIONES DE C.C

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Aplicando la ley de voltajes de Kirchhoff alrededor del bucle indicado se tendrá la siguiente ecuación:

V = VD + VR

Despejando VD y reemplazando VR = ID.R, obtenemos:

VD = V - ID.R

III.- PARTE EXPERIMENTAL

CIRCUITOS

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IV.- EQUIPO Y MATERIALES

F : Fuente de Vcc = 0-15 V
M1 : Voltímetro 0-20 V
M2 : Miliamperímetro 0-10 mA
M3 : Microamperímetro 0-50 uA
R1 : Uno o dos diodos en sentido directo Imax=10 mA
R2 : 1 K
R3 : Diodo en sentido inverso Vr(máx) = -15 V
R4 : 100 K

V.- PROCEDIMIENTO

1.- Se hizo la medida de las resistores mediante el multitester resultando:

R2 = 1100 ohmios

R4 = 100 K ohmios

2.- Del circuito de la Fig. 4 resultaron los siguientes datos:

D1	I(mA)	0.014	0.016	0.022	0.028	0.034	0.042	0.16	0.22	0.55	1.1
	E(V)	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.5	1	1.5
D1+D2	I(mA)	0.006	0.008	0.012	0.018	0.022	0.027	0.032	0.12	0.38	0.66
	E(V)	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.5	1	1.5

3.- Del circuito de la Fig. 5 resultaron los siguientes datos:

I(mA)	0.012	0.017	0.024	0.030	0.035	0.041	0.047	0.02	0.04	0.05
E(V)	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.5	1	1.5

Diccionario electrónico

¿Qué es un CMOS?

En electrónica, CMOS es una abreviatura de "Complementary Metal-Oxide-Semiconductor" (Semiconductor Complementario de Metal-Óxido). Se refiere a una tecnología de fabricación y diseño de circuitos integrados (chips) que se utiliza ampliamente en la industria de la electrónica debido a sus ventajas en términos de consumo de energía, velocidad y densidad de integración. CMOS es especialmente común en la creación de microprocesadores, memorias y una amplia variedad de circuitos digitales.

Aquí hay una explicación detallada de las partes clave del término "CMOS":

Complementary (Complementario): En la tecnología CMOS, se utilizan dos tipos de transistores complementarios: los transistores de tipo N (NMOS) y los transistores de tipo P (PMOS). Los transistores NMOS conducen cuando se aplica un voltaje adecuado a la compuerta (gate) y están en un estado de apagado cuando no se aplica voltaje. Por otro lado, los transistores PMOS conducen cuando no se aplica voltaje a la compuerta y están apagados cuando se les aplica un voltaje.
Metal-Oxide-Semiconductor (Metal-Óxido-Semiconductor): Este término hace referencia a la estructura básica de los transistores CMOS. Un transistor CMOS consta de tres partes principales: el metal, el óxido y el semiconductor. El semiconductor generalmente es silicio, que es el material base utilizado en la mayoría de los circuitos integrados. El óxido de silicio (SiO2) se utiliza como un aislante eléctrico entre la compuerta (gate) del transistor y el canal semiconductor. El metal se utiliza para conectar diversas partes del transistor y otros componentes en el chip.

La tecnología CMOS ofrece varias ventajas importantes:

Consumo de energía reducido: Los transistores CMOS consumen muy poca energía cuando están en estado de reposo debido a la naturaleza complementaria de los transistores NMOS y PMOS. Esto es esencial en dispositivos alimentados por batería y en aplicaciones donde se requiere eficiencia energética.
Menor generación de calor: El bajo consumo de energía resulta en una generación de calor reducida, lo que permite un mejor rendimiento y una mayor vida útil de los dispositivos.
Densidad de integración: Los transistores CMOS son pequeños y se pueden integrar en grandes cantidades en un chip, lo que permite la creación de circuitos complejos en un espacio reducido.
Compatibilidad con procesos de fabricación estándar: La tecnología CMOS se ha optimizado y perfeccionado durante décadas, lo que la hace altamente compatible con los procesos de fabricación estándar utilizados en la industria de semiconductores.

En resumen, CMOS es una tecnología fundamental en la electrónica que ha impulsado el desarrollo de microchips más eficientes en términos de energía, más rápidos y más compactos. Se utiliza en una amplia gama de aplicaciones, desde dispositivos móviles hasta sistemas de computadoras de alto rendimiento.

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