Modelos del Diodo

Modelos del Diodo

Ánodo Cátodo

(a) Símbolo del circuito

Región de ruptura

inversa

Región de polarización

inversa

Región de polarización

directa

(b) Curva característica tensión-corriente

MODELO REAL DEL DIODO

MODELO REAL DEL DIODO

V_T, es el potencial térmico del diodo y es función de la constante de Boltzmann (K), la carga del electrón (q) y la temperatura absoluta del diodo T(K).

Curva característica de tensión-corriente para un diodo típico de silicio de pequeña señal a una temperatura de 300⁰ K. Tenga en cuenta los cambios de escala.

“Codo”

0,6 V

Análisis de la línea de carga

Análisis de la línea de carga

Punto B

Curva característica del diodo

Punto de trabajo

Línea de carga Punto A

El intercepto x del “load line” es el voltaje de circuito abierto y el intercepto y es la corriente de corto circuito.

El quiescent point or Q-point (punto de operación DC) es la intersección de la característica I-V del diodo con el load line.

Aproximaciones o modelos del diodo

En el modelo del diodo ideal se equipara éste a un cortocircuito o a un circuito abierto, según cómo esté conectado.

1ª aproximación: diodo ideal

Análisis usando el modelo ideal

•Hacer una suposición razonable del estado de cada diodo

•Redibujar el circuito sustituyendo los diodos en

conducción por cortocircuitos y los diodos en corte por un circuito abierto.

•Mediante el análisis de circuitos determinar la

corriente en cada diodo en conducción y el voltaje en cada diodo abierto.

Análisis usando el modelo ideal (2)

● Comprobar las suposiciones hechas para cada diodo. Si hay contradicción – una corriente negativa en un diodo en conducción, un voltaje positivo en un diodo en corte – en cualquier lugar del circuito, entonces regresar al primer paso con una suposición mejorada.

● Cuando no hay contradicciones, las corrientes y valores en el circuito se aproximan bastante a las verdaderas.

Ejemplo método de estados

asumidos

Aproximación lineal (2ª)

Se considera que el diodo conduce sin resistencia por encima de la tensión umbral, y no conduce por debajo de la misma. Esto equivale a considerar un diodo como un interruptor o un diodo ideal en serie con una fuente de voltaje DC.

V_U= 0.3 V para el diodo de Ge V_U= 0.7 V para el de Si.

mA 3 . 1 5

7 . 0

0   6 

 R k

V I V ^U

VU V I

R=1k

V₀ = 6V

I ^VU=0.7 V

R=1k

I

V₀ = 6V

Aproximación lineal (3ª)

La 3ª aproximación es un diodo ideal con una

resistencia en serie y una fuente de tensión.

-0,05 0,05 0,15

V (V)

I (mA)

I_o

-0,05 0,05 0,15

V (V)

I (mA)

I_o

0,4 0,6 0,8

0,2 V_u

V = V_u + IR_d

V

R_d = V/I I

Modelo del diodo para pequeña señal (con fuente de dc y ac)

Dos modelos:

– De gran señal (CD) – De pequeña señal (AC)

• Modelo de gran señal:

– En un punto de operación específico

⇒ punto de operación Q

• Modelo de pequeña señal – Pequeña variación alrededor de un punto de operación – Considera sólo el efecto de fuentes de CA

• Aplicaciones de modelo de pequeña señal

– Análisis de CA, respuesta de frecuencia

I_D

V_D

Diodo ideal

(1ª aproximación)

Tres modelos de diodo

I_D

V_D R_D

R_D V_U

V_U

Modelo lineal (3ª aproximación)

V_U I_D

V_D V_U

Modelo simplificado (2ª aproximación)

Figura 3.11. Rectificador de media onda con carga resistiva.

(a) Diagrama del circuito (b) Tensión de la fuente

en función del tiempo (c) Tensión de la carga

en función del tiempo

Diodo ideal 0,7 V Diodo

real

V_msen ( t)

Figura 3.23. Puertas lógicas con diodos.

(a) Puerta OR (b) Puerta AND

Figura 3.31. Curva característica del diodo, mostrando el punto Q.

Punto Q

Figura 3.32. Corrientes de los diodos.