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

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