Informe Final 2 Laboratorio Circuitos Electrónicos 1

OBJETIVOS:

OBJETIVOS:

Conocer más acerca de las características de los

Conocer más acerca de las características de los diodos y diodos y sus aplicacionessus aplicaciones

MA

MATERIAL

TERIALES

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CON SU D

SU DA

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TASHEET:

ASHEET:

DIODO 1N4148: DIODO 1N4148:

Un diodo es un

Un diodo es un componente electrónico que permcomponente electrónico que permite que la corriente fuyaite que la corriente fuya en una sola dirección. El 1N4148

en una sola dirección. El 1N4148 es un diodo discreto de uso es un diodo discreto de uso general congeneral con una velocidad de camio alta y una

una velocidad de camio alta y una corriente má!ima y puntuación decorriente má!ima y puntuación de volta"e inverso modesto. Como es un aparato de a"o costo y

volta"e inverso modesto. Como es un aparato de a"o costo y dos cales# losdos cales# los a$cionados los usan para construir

a$cionados los usan para construir peque%os circuitos# incluyendo aquellospeque%os circuitos# incluyendo aquellos para aplicaciones radiales# digitales y de

para aplicaciones radiales# digitales y de audio.audio.

DIODO ZENER 5.1 V DIODO ZENER 5.1 V

&os diodos 'ener# 'ener diodo o simplemente 'ener# son diodos que

&os diodos 'ener# 'ener diodo o simplemente 'ener# son diodos que estánestán dise%ados para mantener un volta"e constante

dise%ados para mantener un volta"e constante en su en su terminaterminales# llamadoles# llamado (olta"e o )ensión *ener +(', cuando se polari'an inversamente# es decir (olta"e o )ensión *ener +(', cuando se polari'an inversamente# es decir cuando está el cátodo con una

cuando está el cátodo con una tensión positiva y el ánodo negativa.tensión positiva y el ánodo negativa. Cuando el diodo

Cuando el diodo 'ener -unciona polari'ado inversamente mantiene entre sus'ener -unciona polari'ado inversamente mantiene entre sus terminale

terminales uns un volta"evolta"e constante. constante.

En el grá$co se ve el símolo de diodo

En el grá$co se ve el símolo de diodo 'ener + / ánodo# 0 / cátodo, y el'ener + / ánodo# 0 / cátodo, y el sentido de la corriente para que -uncione en la 'ona

sentido de la corriente para que -uncione en la 'ona operativa. e anali'aráoperativa. e anali'ará el diodo *ener# no

el diodo *ener# no como un elemento ideal# si no como un elemento ideal# si no como un elemento real ycomo un elemento real y se dee tomar en cuenta que cuando 2ste se polari'a en

se dee tomar en cuenta que cuando 2ste se polari'a en modo inverso simodo inverso si e!iste una corrient

e!iste una corriente que circula en sentido contrario a le que circula en sentido contrario a la fec3a del diodo#a fec3a del diodo# pero de muy poco valor.

pero de muy poco valor.

Curva Característica Curva Característica nali'ando la curva del

nali'ando la curva del diodo zenediodo zene se ve que con-orme se va aumentando se ve que con-orme se va aumentando negativame

negativamente el volta"e nte el volta"e aplicado alaplicado al diododiodo# la corriente que pasa por el# la corriente que pasa por el aumenta muy poco.

5ero una ve' que se llega a un determinado volta"e# llamada volta"e o tensión de *ener +(',# el aumento del volta"e +siempre negativamente, es muy peque%o# pudiendo considerarse constante.

5ara este volta"e# la corriente que atraviesa el diodo 'ener# puede variar en un gran rango de valores.  esta región se le llama la 'ona operativa. Esta es la característica del diodo 'ener que se aprovec3a para que -uncione como regulador de volta"e# pues el volta"e se mantiene prácticamente constante para una gran variación de corriente.

Nota En las -uentes de volta"e ideales +algunas utili'an# entre otros

elementos el diodo 'ener,# el volta"e de salida no varía con-orme varía la carga. 5ero las -uentes no son ideales y lo normal es que el volta"e de salida disminuya con-orme la carga va aumentado# o sea con-orme la demanda de corriente de la carga aumente.

OSCILOSCO!IO:

6ispositivo de visuali'ación grá$ca que muestra se%ales el2ctricas variales en el tiempo. El e"e vertical# a partir de a3ora denominado 7# representa el volta"e mientras que el e"e 3ori'ontal# denominado 9# representa el tiempo. &o que podemos reali'ar con el :sciloscopio

; 6eterminar directamente el periodo y el volta"e de una se%al. ; 6eterminar indirectamente la -recuencia de una se%al.

; 6eterminar que parte de la se%al es 6C y cual C. ; &ocali'ar averías en un circuito.

; <edir la -ase entre dos se%ales.

; 6eterminar que parte de la se%al es ruido y como varia este en el tiempo.

;

"ENERADOR DE SE#ALES

Un =enerador de >unciones es un aparato electrónico que produce ondas senoidales# cuadradas y triangulares# además de crear se%ales ))&. us aplicaciones incluyen prueas y caliración de sistemas de audio#

ultrasónicos y servo.

Este generador de -unciones# especí$camente traa"a en un rango de -recuencias de entre ?.@ A' a @ <A'. )ami2n cuenta con una -unción de arrido la cual puede ser controlada tanto internamente como

e!ternamente con un nivel de 6C. El ciclo de máquina# nivel de oBset en 6C# rango de arrido y la amplitud y anc3o del arrido pueden ser

1. otón de Encendido +5oDer utton,. 5resione este otón para encender el generador de -unciones. i se presiona este otón de nuevo# el generador se apaga.

@. &u' de Encendido +5oDer on lig3t,. i la lu' está encendida signi$ca que el generador esta encendido.

. otones de >unción +>unction uttons,. &os otones de onda senoidal# cuadrada o triangular determinan el tipo de se%al provisto por el

conector en la salida principal.

4. otones de Fango +Fange uttons, +A',. Esta variale de control

determina la -recuencia de la se%al del conector en la salida principal. G. Control de >recuencia +>recuency Control,. Esta variale de control

determina la -recuencia de la se%al del conector en la salida principal tomando en cuenta tami2n el rango estalecido en los otones de rango.

H. Control de mplitud +mplitude Control,. Esta variale de control# dependiendo de la posición del otón de volta"e de salida +(:&) :U),# determina el nivel de la se%al del conector en la salida principal.

I. otón de rango de (olta"e de salida +(olts :ut range utton,. 5resiona este otón para controlar el rango de amplitud de ? a @ (p;p en

presionar el otón para controlar el rango de amplitud de ? a @? (p;p en circuito aierto o de ? a 1? (p;p con una carga de G?J.

8. otón de inversión +Knvert utton,. i se presiona este otón# la se%al del conector en la salida principal se invierte. Cuando el control de ciclo de máquina está en uso# el otón de inversión determina que mitad de la -orma de onda a la salida va a ser a-ectada. &a siguiente tala# muestra esta relación.

L. Control de ciclo de máquina +6uty control,. Mala este control para activar esta opción.

1?.:Bset en 6C +6C :Bset,. Mala este control para activar esta opción. Este control estalece el nivel de 6C y su polaridad de la se%al del conector en la salida principal. Cuando el control está presionado# la se%al se centra a ? volts en 6C.

11.otón de arrido +JEE5 utton,. 5resiona el otón para 3acer un arrido interno. Este otón activa los controles de rango de arrido y de anc3o del arrido. i se vuelve a presionar este otón# el

generador de -unciones puede aceptar se%ales desde el conector de arrido e!terno +E9)EFN& JEE5, locali'ado en la parte trasera del generador de -unciones.

[email protected] de arrido +Deep Fate,. Este control a"usta el rango del generador del arrido interno y el rango de repetición de la compuerta de paso.

1.nc3o del arrido +Deep Jidt3,. Este control a"usta la amplitud del arrido.

14.Conector de la salida principal +<KN output connector,. e utili'a un conector NC para otener se%ales de onda senoidal# cuadrada o tiangular.

1G.Conector de la salida ))& +7NC +))&, output connector,. e utili'a un conector NC para otener se%ales de tipo ))&.

MULTIMETRO DI"ITAL:

El multímetro digital es un instrumento electrónico de medición que

generalmente calcula volta"e# resistencia y corriente# aunque dependiendo del modelo de multímetro puede medir otras magnitudes como capacitancia y temperatura. =racias al multímetro podemos comproar el correcto

-uncionamiento de los componentes y circuitos electrónicos.

$UENTE DC:

Cuando traa"amos con circuitos electrónicos# se requiere una necesidad ásica que es proveer de una -uente el2ctrica para que -uncione. i esta toma de energía# el circuito no servirá de nada. El propósito principal de una -uente de alimentación# es 3acer entrega de una o más tensiones el2ctricas que pueden ser variales al circuito# con la su$ciente capacidad para

mantener las condiciones de operación ideales. Aay muc3os tipos de -uentes de alimentación# y pueden ser de tama%o y -ormas variadas. e puede decir que todos los dispositivos electrónicos que conocemos tienen uno de estos aparatos integrados# desde nuestro televisor# microondas# 3asta el ordenador que tenemos en casa.

!ROTOBOARD:

Un protooard o tami2n llamado )ala de prueas# es una 3erramienta indispensale para un electrónico# tanto así que cuando se inicie en la

carrera en los  primeros semestres ya tendrás por lo menos 1 protooard y cuando llegues a s2ptimo tendrás entre 4 y I de estas 3erramientas# como su nomre lo indica su -unción principal es 3acer prueas del

-uncionamiento de los di-erentes circuitos electrónicos que creamos.

&os protooard son peque%as talas con per-oraciones en toda su área# en las cuales se colocan diversos componentes electrónicos# se distinguen por tener $las y columnas con lo que se puede saer en qu2 uicación

posicionar cada pie'a# tami2n cuentan con @ rieles a los lados# los cuales se usaran como las líneas 5ositivas y Negativas de nuestro circuito.

RESISTENCIAS:

Es un componente pasivo# es decir no genera intensidad ni tensión en un circuito. u comportamiento se rige por la ley de :3m.

u valor lo conocemos por el código de colores# tami2n puede ir impreso en cuerpo de la resistencia directamente.

Una ve' -aricadas su valor es $"o.

CONDENSADORES:

Es un componente electrónico que almacena cargas el2ctricas para utili'arlas en un circuito en el momento adecuado.

Está compuesto# ásicamente# por un par de armaduras separadas por un material aislante denominado diel2ctrico. &a capacidad de un condensador consiste en almacenar mayor o menor nmero de cargas cuando está

sometido a tensión.

Condensador Electrolítico

5ermiten otener capacidades elevadas en espacios reducidos. ctualmente e!isten dos tipos los de aluminio# y los de tántalo. El -undamento es el

mismo se trata de depositar mediante electrolisis una $na capa aislante. &os condensadores electrolíticos deen conectarse respetando su polaridad# que viene indicada en sus terminales# pues de lo contrario se destruiría.

MARCO TE%RICO:

UNION !N SEMICONDUCTORES

e denomina diodo de unión p;n al dispositivo constituido mediante una unión p;n con dos terminales y cuyo o"etivo# en general# será conducir corriente el2ctrica en un solo sentido.

Uni&n '(n 'o)*iz*d* die+,*-en,e

En este caso# la atería disminuye la arrera de potencial de la 'ona de

carga espacial# permitiendo el paso de la corriente de electrones a trav2s de la unión es decir# el diodo polari'ado directamente conduce la electricidad. 5ara que un diodo est2 polari'ado directamente# se dee conectar el polo positivo de la atería al ánodo del diodo y el polo negativo al cátodo.

Uni&n '(n 'o)*iz*d* Ine/*-en,e

i la tensión aplicada e!ternamente al diodo es del mismo signo que la arrera de potencial interna se dice que el diodo está polari'ado

inversamente. El terminal positivo de la pila atrae a los electrones del material N apartándolos de la unión# mientras que el negativo atrae a las cargas positivas del material 5# apartándolos tami2n de la unión. e crea# por tanto# en la unión# una ausencia de carga# -ormándose una corriente que recie el nomre de Ocorriente inversa de saturaciónO o Ocorriente de -ugaO. u valor es prácticamente despreciale# pues es del orden de n

u curva es de la siguiente manera# teniendo en cuenta la ecuación de 3ocPley

6onde

Curva para su -uncionamiento real

DIODO Z0NER:

&os diodos de avalanc3a o '2ner son diodos dise%ados para traa"ar en la 'ona de ruptura. &a 'ona de ruptura se caracteri'a porque la corriente puede variar ampliamente permaneciendo la tensión constante. 5ara que esto suceda es necesario que traa"e dentro del margen de corrientes

e simoli'a de la siguiente manera

 7 su curva característica es de la -orma siguiente

CIRCUITOS RECTI$ICADORES DE ONDAS:

e utili'an para eliminar parte de una -orma de onda que se encuentre por encima o por dea"o de algn nivel de re-erencia.

e conocen a veces como limitadores# selectores de amplitud o reanadores

Re+,i+*do de Medi* Ond*:

Es un e"emplo de la -orma más simple de un recortador de diodo.

6ependiendo de la orientación del diodo# la región positiva o negativa de la se%al de entrada es OrecortadaO.

CIRCUITOS RECTI$ICADORES CON $ILTRO CA!ACITIVO:

&a misión de los recti$cadores es conseguir trans-ormar la tensión alterna en tensión continua# pero solamente con los recti$cadores no otenemos la tensión continua deseada. Entonces aplicamos el $ltro por condensador. Conociendo las características de un Condensador# y viendo su capacidad de almacenamiento de energía# lo podemos utili'ar como $ltro para alisar la se%al que otenemos en la salida. Como se 3a dic3o# el condensador es un elemento que almacena energía.

Este elemento se opone a las variaciones ruscas de la tensión que se le aplica. e representa con la letra C y su unidad es el >aradio +>,.

Un capacitor puro# adelanta la intensidad L?Q con respecto a la tensión aplicada entre sus terminales. Cuando la tensión aplicada entre los

terminales del condensador aumenta en este. e crea una di-erencia de potencial de signo contrario a la aplicada entre los terminales oponi2ndose así a la variación rusca de la tensión.

DIODO ZENER COMO ESTABILIZADOR:

El diodo *2ner es un diodo de silicio que se 3a construido para que -uncione en las 'onas de rupturas.

Este semiconductor se -arica en una amplia variedad de volta"es y potencias. Estos van desde menos de @ voltios 3asta varios cientos de

voltios# y la potencia que pueden disipar va desde ?.@G Datts 3asta G? Datts o más.

i el diodo '2ner se polari'a en sentido directo se comporta como un diodo recti$cador comn pero si se conecta inversamente mantiene entre sus terminales un volta"e constante

(emos que la curva del diodo '2ner con-orme se va aumentando

negativamente el volta"e aplicado al diodo# la corriente que pasa por el aumenta muy poco.

5ero una ve' que se llega a un determinado volta"e# llamada volta"e o tensión de *ener# el aumento del volta"e es muy peque%o# pudiendo considerarse constante.

5ara este volta"e# la corriente que atraviesa el diodo '2ner# puede variar en un gran rango de valores.  esta región se le llama la 'ona operativa.

Esta es la característica del diodo '2ner que se aprovec3a para que -uncione como regulador de volta"e# pues el volta"e se mantiene prácticamente

constante para una gran variación de corriente.

!ROCEDIMIENTO:

Ten/i&n en,*d* In,en/id*d Diodo 1 In,en/id* d Diodo  E/,*do de )o/ diodo/ Ten/i&n S*)id* Diodo 1 Diodo  V _¿=−1 V  I 

 D1=0 I  D2=0 O$$ O$$ V 0=0

V _¿=−1 V  I  _{D 1}=450 mA  I  _{D 2}=0 ON O$$ V ₀=0.134 V 

V _¿=−1 V  I  _{D 1}=0.6 mA I  _{D 2}=0 ON O$$ V ₀=1.874 V 

V _¿=−1 V  I   D1=1.1 mA I  D2=0 ON O$$ V 0=3.389 V  V _¿=−1 V  I  _D1=1.9 mA I  _D2=426 u ON ON V ₀=4.582V  V _¿=−1 V  I   D1=3.3 mA I  D2=1.48 m ON ON V 0=5.295 V _¿=−1 V  I   D1=4.1 mA I  D2=1.86 m ON ON V 0=6.540

6etermine para qu2 valor de tensión de entrada conmuta cada uno de los diodos entre los estados :>> y :N

6iodo 1 ;R Conmutación :>>S:N (inT 1 6iodo @ ;R Conmutación :>>S:N (inT I

CONCLUSIONES:

;El diodo recti$cador tiene  modos dependiendo de cómo está conectado al circuito o si no lo está Knversamente 5olari'ado# 6irectamente 5olari'ado# in polari'ar.

;El diodo *ener 3acía que una parte del circuito tenga un volta"e constante. n si se camiaa un elemento# este volta"e seguiría siendo mismo. &o nico que variaa -ue la corriente. in emargo# deemos tener en cuenta que esto se va cumplir solo para un rango determinado por el -aricante del diodo.

;Un Condensador# teniendo en cuenta su capacidad de almacenamiento de energía# lo podemos utili'ar como $ltro para alisar la se%al que otenemos en la salida.

;En el recti$cador con condensador# el tama%o del ri'ado dependerá

de la calidad del condensador. <ientras más capacidad tenga el

ri'ado será más peque%o ya que el circuito se descargará más

lentamente.

NOTAS:

(

Es muy importante que tengamos en cuenta la polari'ación del diodo a la 3ora de armar nuestro circuito ya que puede a-ectar notalemente nuestras mediciones si es que no está conectado como se desea.

;i se quiere tener un me"or ri'ado# se puede utili'ar un condensador con mayor capacidad. in emargo# no siempre es conveniente. e dee ri'ar una se%al teniendo muy en cuenta que es lo que se usca 3acer con ella.

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