DIODOS

Los diodos semiconductores son dispositivos que permiten el paso de corriente en un solo sentido, tiene la siguiente polarización:

Donde el ánodo es el positivo y el cátodo es el negativo. Cuando se aplica una fuente de voltaje donde la corriente fluya de ánodo a cátodo, en el caso de que la fuente sea DC, el diodo se puede decir que se "convierte" en una fuente de 0.7V (diodo de silicio y 0.3V el diodo de germanio). En caso de que la fuente sea AC, el diodo se "convierte" en un corto circuito. Cuando la fuente suministra una corriente que fluye de cátodo a ánodo, tanto en AC como en DC el diodo se "convierte" en un circuito abierto.


PRÀCTICA Nº 1. 

VOLTAJES Y CORRIENTES EN DIODOS 

Resumen: En la práctica realizada se midieron los voltajes y las corrientes de elementos que hacían parte de varios circuitos, se tomaron datos experimentales que fueron verificados teóricamente y se analizaron dando fin al experimento.

1.   OBJETIVOS

• 
  
•      Comprobar  el estado de un diodo semiconductor e identificar el cátodo y el ánodo.
•  Realizar un circuito eléctrico con un diodo y comprobar prácticamente su comportamiento con voltaje y su polaridad.
•     Comprobar la curva característica Voltaje-Corriente de un diodo.

2.   MARCO TEÓRICO

Entre los muchos elementos que permiten la  conducción de corriente  en un circuito existen elementos que tienen un comportamiento no lineal debido a que permiten la conducción de corriente en un sentido y la bloquea en sentido contrario, por lo cual podemos decir que los diodos se comportan como pequeñas fuentes de voltaje  cuando se polarizan directamente y cuando se polarizan inversamente se comportan como un circuito abierto, esto cuando estamos trabajando con corriente directa.

Como bien sabemos existen diferentes tipos de materiales que tiene cierta permitividad ante el flujo de corriente como es el caso de los semiconductores, entre los elementos semiconductores encontramos el silicio y el germanio. En el caso de los diodos de silicio encontramos que se comporta como  una fuente de 0.7v cuando se polariza directamente y el de germanio se comporta como una fuente de 0.3v. Pero para ambos diodos en polarización inversa su funcionamiento es el de un circuito abierto.

Figura N°1   “Polarización directa de un diodo de un diodo”

 

Figura N°2  “Polarización inversa de un diodo”

Estos diodos con las características mencionadas anteriormente son denominados ideales.

3.    PRÁCTICA

•      Comprobación del estado de un diodo.
•      Durante la práctica se realizó el análisis de los siguientes circuitos

Circuito N°1.

Circuito N°2.

Circuito N°3.

Se midió la resistencia de un diodo de silicio y un Led de manera directa e indirecta, obteniendo los siguientes datos.

Diodo Silicio	Resistencia Directa	7KΩ	Resistencia Inversa	4,39 MΩ
LED	Resistencia Directa	15KΩ	Resistencia Inversa	Muy grande

Tabla N°1 “Resistencia en los diodos”

ü  Se tomaron voltajes y corrientes de dos circuitos en los cuales la variación fueron los diodos. El primer circuito estaba conformado por un diodo de silicio en directo, una resistencia de 0,1KΩ, una fuente de voltaje de 5V; el segundo circuito tenía la misma configuración con el diodo en inverso; en el tercer y cuarto circuito se emplearon los mismos elementos cambiando el diodo de silicio por un Led, en posición directa e inversa, y la resistencia por una de 1KΩ. Los datos arrojados en la práctica fueron los siguientes:

DIODO	V1 (R1)	V2(diodo)	Corriente
SILICIO	4.2V	0.65V	20.4mA
LED	3.06V	1.85V	14.2mA

Tabla N°2. Datos diodos polarizados directamente.

DIODOS	V1 (R1)	V2(diodo)	Corriente
SILICIO	4.2V	0.65V	4.2mA
LED	3.06V	1.85V	3.1mA

Tabla N°3. Diodos polarizados inversamente

ü  Se realizó el experimento con un circuito que contenía una resistencia variable, un diodo y un voltaje variable.

Los datos obtenidos fueron:

Ve	0.0	0.2	0.4	0.6	0.8	1	1.5	2	2.5	3	3.5	4	4.5	5	5.5	6	6.5	7	7.5	8	8.5
Id mA	0	0	0	0.17	0.30	0.48	0.96	1.44	1.97	2.47	2.93	3.44	3.94	4.40	4.88	5.40	5.97	6.40	6.9	7.40	7.95
VD1	0	0.26	0.39	0.48	0.52	0.54	0.58	0.6	0,61	0.62	0.63	0.64	0.65	0.65	0.66	0.66	0.66	0.67	0.67	0.67	0.68
VR1	0	0.000049	0.00015	0.13	0.29	0.45	0.99	1.42	1.93	2.46	2.95	3.42	3.91	4.4	4.9	5.41	5.85	6.35	6.85	7.38	7.87

Tabla N°4: Circuito con diodo polarizado directamente.

Con el diodo  polarizado inversamente, la corriente del circuito es cero, y como consecuencia de esto, el voltaje en la resistencia es también igual a cero. Mientras que el voltaje en el diodo es igual al voltaje suministrado por la fuente.

3. ANÁLISIS  TEÓRICO

Gráfico N° 1 “Relación voltaje-corriente”-Circuito con fuente de voltaje variable.

Podemos ver que al estar los diodos polarizados directamente, se puede comprobar que se convierten en una fuente que aporta 0.7v  y que si se encuentran polarizados inversamente se convierten en un circuito abierto y que en varias ocasiones como en el caso del circuito donde la fuente de voltaje era variable, y los elementos se encuentran en serie, la corriente del sistema se hace cero anulando de igual manera el voltaje en las resistencias que haya en el circuito.

CONCLUSIONES

Mediante la práctica y la teoría, se comprobó el funcionamiento del diodo empleado en un circuito de manera directa e inversa. Los resultados arrojaron que el voltaje en el diodo conectado de manera directa varía entre 0 y su máxima capacidad de acuerdo al tipo de diodo.  Al conectar los diodos en los circuitos sin variar los voltajes, se determino que el voltaje es mayor en el LED que en el diodo de silicio, pero la corriente es mayor en el de silicio. Al variar los voltajes dentro del circuito, conectando los diodos directamente, se evidencia un marcado cambio dentro de los voltajes en los diodos, variando de 0 hasta la máxima capacidad del tipo de diodo que se esté usando. Al conectar los diodos inversamente, el experimento y la teoría demuestra que dentro del circuito no hay corriente y por tanto no hay voltaje dentro de la resistencia empleada, dentro del diodo el voltaje siempre tiene el valor del voltaje suministrado al circuito.

5.   REFERENCIAS

ü  Fitzgerald A., “Fundamentos de ingeniería eléctrica y electrónica”, España, McGraw-Hill, 1966.

ü  Viñas P., “Circuitos y dispositivos electrónicos. Fundamentos de electrónica”, Edición de la universidad politécnica de Cataluña.

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

JEISON ALEXANDER RODRIGUEZ CRUZ  20111007017

ANDRÉS FELIPE CASTELLANOS TORO  20111007024

DIANA MILENA VARGAS CEPEDA  20111007048