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.
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.
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
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
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 Analizador de Espectros?
Un Analizador de Espectros es un instrumento fundamental en el campo de la electrónica y la ingeniería de comunicaciones. Su principal función es visualizar y analizar la distribución de energía de señales eléctricas en función de su frecuencia. Esto es particularmente útil para comprender el comportamiento de las señales y identificar problemas, interferencias o características específicas en sistemas electrónicos.
A continuación, se presenta una explicación detallada de las partes principales y el funcionamiento de un Analizador de Espectros:
1. Entrada de señal:
El Analizador de Espectros recibe una señal eléctrica de entrada que puede ser analógica o digital. Esta señal puede provenir de diversas fuentes, como osciladores, antenas, circuitos electrónicos, sistemas de comunicaciones, entre otros.
2. Conversión a dominio de frecuencia:
La señal de entrada se convierte del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia mediante un proceso llamado Transformada de Fourier. Esto descompone la señal en sus componentes de frecuencia individuales, permitiendo su análisis en términos de las frecuencias presentes y la amplitud de cada componente.
3. Mezcla y filtro:
En muchos Analizadores de Espectros, la señal descompuesta se mezcla con una señal de referencia para crear una señal de frecuencia intermedia. Esto se hace para reducir las altas frecuencias que pueden estar fuera del rango de medición del analizador. Luego, se aplica un filtro para seleccionar una banda específica de frecuencias de interés.
4. Detector y visualización:
La señal filtrada se pasa a un detector que mide la amplitud de cada componente de frecuencia. La información resultante se visualiza en la pantalla del analizador, que muestra un gráfico en el que el eje horizontal representa la frecuencia y el eje vertical representa la amplitud.
5. Modos de visualización:
Los Analizadores de Espectros ofrecen diferentes modos de visualización para adaptarse a diferentes necesidades. El modo de visualización de barrido muestra cómo cambia la distribución de energía con el tiempo, mientras que el modo de persistencia puede mostrar patrones de interferencia intermitente.
6. Análisis y diagnóstico:
Los ingenieros y técnicos utilizan el Analizador de Espectros para analizar las características de las señales. Pueden identificar componentes armónicos, interferencias, ruido, distorsiones, ancho de banda, frecuencias dominantes, y otras propiedades relevantes de la señal. Esto es especialmente útil en la resolución de problemas y en la optimización de sistemas electrónicos y de comunicación.
Entonces, un Analizador de Espectros es una herramienta esencial en electrónica que permite el análisis detallado de señales eléctricas en función de su frecuencia. Proporciona información crucial para el diseño, la solución de problemas y la optimización de sistemas electrónicos y de comunicación.
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