Práctica 1
Diodos Semiconductores
Mendoza Olivera Adrian
Mosso Gómez Andrés
Ruiz Leal Jorge
Fuente de
alimentación variable Osciloscopio
Multimetro Digital Resistencia
Diodo de Silicio
Protoboard
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Practica-1 Diodo Semiconductor, Ejercicios de Electromagnetismo
Practica No.1 Electronica Analogica para Esime Culhuacan
Tipo: Ejercicios
2024/2025
Subido el 18/03/2025
usuario desconocido 🇲🇽
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Práctica 1
Diodos Semiconductores
Mendoza Olivera Adrian
Mosso Gómez Andrés
Ruiz Leal Jorge
Fuente de alimentación variable Osciloscopio Multimetro Digital Resistencia Diodo de Silicio Protoboard
DIODOS RECTIFICADORES PRÁCTICA NO. 1 13
EXPOSICIÓN
Se pueden usar diodos semiconductores para reemplazar a tubos al vacío (bulbos). Este dispositivo se fabrica con un material impurificado con exceso de cargas negativas, o electrones (tipo N), y un material con impurezas positivas (tipo P) lo que causa una diferencia de electrones. Los materiales de tipo P o N se producen impurificando químicamente un material semiconductor como el germanio o el silicio. En la unión PN (consulte la Fig. 1-1) se forma una región de vaciamiento de cargas conocida como barrera o colina de potencial; en ella los electrones en exceso se combinan con los huecos que se encuentran en la vecindad inmediata de la unión PN (pero no en todo el diodo) formando así la región de vaciamiento. Fig. 1- 1 Consulte la Fig. 1-1A, cuando se aplica una fuente de potencial negativo al material tipo N, el exceso de electrones repelidos de este material encontrará una trayectoria sin obstáculos a través de la unión PN (reduciendo la barrera de potencial), hacia el material tipo P y finalmente hacia la terminal de potencial más positivo de la fuente. Esta unión está polarizada directamente (baja resistencia a cd), de modo que fluirá la máxima corriente a través del diodo. Estudie la Fig. 1-1B, cuando se aplica una fuente de potencial positivo al material tipo N, los electrones se alejan de la unión PN en dirección de la terminal positiva de la fuente (aumentando la barrera de potencial). Las cargas positivas del material tipo P se mueven hacia la terminal negativa fuente. Los electrones no pueden fluir fácilmente a través del diodo, de la terminal negativa hacia la positiva de la fuente, debido a la acción interna en el material PN y la mayor barrera de potencial. Esta unión está polarizada inversamente (alta resistencia a cd) y fluirá muy poca o ninguna corriente a través del diodo. Examine la Fig. 1-2, en ella se ilustra el símbolo esquemático, los tipos de material y las polaridades de la tensión de polarización de un diodo semiconductor típico. En la DIODOS RECTIFICADORES PRÁCTICA NO. 1 14 condición de polarización directa, los electrones fluyen siempre en dirección opuesta a la indicada por la flecha del símbolo esquemático del diodo.
INSTRUMENTOS Y COMPONENTES
∙ Fuente de voltaje de 5.0 Vcd. ∙ Fuente de voltaje de 0 a 30 Vcd. ∙ Fuentes de voltaje de 6.0 Vca. o utilizar el generador de funciones ajustado a esta misma tensión con una frecuencia de 60 Hz. ∙ Multímetro (Amperímetro, Voltímetro y Ohmetro.) ∙ Osciloscopio ∙ DR 1 – Diodo de silicio 1N4001 o 1N4002 o 1N4003. ∙ R 1 – 270 ohms, 2W ∙ R 2 – 1 K ohms, ½ W ∙ P1 – Potenciómetro 1 K ohm (NO UTILIZAR un potenciómetro tipo PRESET) ∙ Protoboard ∙ Fusibles de repuesto para Amperímetro Tipo Europeo de 0.250 Amp. (Nota: Un valor mas elevado en las características del fusible no será aceptado ya que puede dañar el instrumento)
- Un dispositivo semiconductor no puede soportar una sobrecarga de corriente; cuando esto sucede, el diodo quedará dañado permanentemente. Generalmente se sigue el procedimiento para determinar si un diodo está en buen estado y constituye también una demostración práctica de la polarización inversa y directa usando la fuente de potencial que se tiene en un ohmetro. Conecte el ohmetro en la escala de R X 100. La terminal común del Voltímetro debe tener polaridad negativa. Conecte el ohmetro al diodo en la condición de polarización directa, como se indica en la Fig. 1-2B, y mida su resistencia en sentido directo. Rdirecta = 0.32ohms Conecte el ohmetro al diodo en la condición de polarización inversa, como se indica en la Fig. 1-2C, y mida su resistencia en sentido inversa. Rinversa =9.50ohms Un buen diodo indicará relativamente poca resistencia en la condición de polarización directa e infinita o muy alta en la de polarización inversa DIODOS RECTIFICADORES PRÁCTICA NO. 1 16 Explique por qué. …..……………………………………………………………...… …………………………………………………………………………………………… 2. Construir el circuito de la Fig. 1-4a. Asegúrese de que observa la polaridad adecuada en el miliamperímetro y en el diodo. La terminal-común del Voltímetro debe ir conectada a la terminal negativa de la fuente de energía. Conecte hasta el ultimo momento el Diodo 1N4001 ya que se debe de asegurar de tener 0.0 Volts entre las terminales de ANODO y CÁTODO que alimentaran al diodo, una vez verificado lo anterior conecte el diodo.
Fig. 1- 4
- Partiendo de cero volts en el voltímetro, aumente la tensión entre las terminales del diodo moviendo lentamente el cursor del potenciómetro hasta que el miliamperímetro indique 1mA; anote la tensión aplicada al diodo con el voltímetro. En la tabla 1- 5 bajo IF = 1 mA y haga lo mismo para cada uno de los valores de IF que aparecen en la tabla anotando las tensiones obtenidas. IF 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 mA ES 0.583^ 0.614^ 0.634^ 0.644^ 0.656^ 0.664^ 0.671^ 0.6^77 0.^683 0 .688^ Volts Tabla 1- 5
- Haga una gráfica de los datos obtenidos en el punto 3 en la Fig. 1-6. Trace una curva continua que toque todos los puntos marcados y desígnela RL = 0.
alimentación de de 0 a 20 Volts como lo indica la figura 1-4 b. Aumente la tensión de la fuente a 20 volts. ¿Cuál es la magnitud de la corriente cuando se polariza inversamente al diodo? IR = …………………………………………………………………….mA Explique:………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………..…… ……………………………………………………………………………………..… ………………………………………………………………………………………. Vuelva la tensión de la fuente a cero.
- Construya el circuito de la Fig. 1-7, asegurándose de tener la polarización adecuada en el Voltímetro, el miliamperímetro y el diodo. Ahora mediremos la corriente de ánodo en sentido directo en función de la tensión de la fuente, con una carga de 270 ohms. DIODOS RECTIFICADORES PRÁCTICA NO. 1 18 Fig. 1- 7
- Repita la misma operación que se efectuó en el punto 3 pero ahora con la fuente de alimentación de 0 a 20 Volts. tal y como se indica en figura 1-7 y anote los resultados en la tabla 1-8. IF 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 mA Es 0.851^ 1.16^ 1.45^ 1.72^ 2.01^ 2.28^ 2.5^6 2.84^ 3.11^ 3.04^ VOLTS Tabla 1- 8
- Substituya la resistencia de 270 ohms (R1) por la de 1K (R2) repita el punto 7 y registre los resultados obtenidos en la tabla 1-9. IF 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 mA ES 1.58^ 2.61^ 3.63^ 4.65^ 5.66^ 6.66^ 7.67^ 8.68^ 9.68^1 0.69^ VOLTS Tabla 1- 9
- Haga la representación gráfica de las curvas utilizando los datos recabados en los puntos 7 y 8 en la gráfica de la Fig. 1-6. Cuando dibuje la curva del punto 8, solo podrá marcar 3 o 4 puntos. Basándose en estos puntos y en los datos de la tabla 1-9, deberá tener una buena idea de la curva resultante. Marque cada una de ellas de acuerdo con el valor de su resistencia de carga, es decir, RL = 0, RL = 270 ohms y RL = 1 K ohm.
- compare las curvas obtenidas ¿cuál es más lineal? …………………………………....... ¿Qué conclusiones puede sacar de la grafica respecto al aumento de la resistencia en serie? En ausencia de una resistencia, el comportamiento de la corriente en el diodo parece describir un incremento de tipo exponencial con respecto a un incremento lineal de la tensión, mientras que al conectar una resistencia en serie el comportamiento de la corriente parece comportarse de forma lineal, tal y como lo hace una resistencia. Observe la Fig. 1-6 y estudie la curva del diodo que se obtuvo sin resistencia de carga (RL = 0 ) ¿Por qué la curva tiene esa forma? Un diodo en directa posee buenas propiedades de conductividad, pero depende de factores como temperatura ambiente, potencial de barrera de la unión PN, y de la tensión suministrada a esta. ¿Aproximadamente a que tensión se considera que el diodo esta totalmente polarizado en sentido directo? El potencial de barrera puede ser superado en situaciones como temperatura ambiente, dopaje PN o material del diodo. 1 1. construya el circuito de la Fig. 1-10. Fig. 1- 10 Aplique 12.6 V de tensión alterna al circuito. Conecte el osciloscopio calibrado a los puntos A y C y trace a continuación una onda obtenida.