Universidad Politécnica de Chiapas
Universidad Politécnica de Chiapas
Ing. Biomédica
Ing. Biomédica
Fundamentos de Electrónica
Fundamentos de Electrónica
Ing. Othoniel Hernández Ovando
Ing. Othoniel Hernández Ovando
Suchiapa, Chiapas a 25 de Enero de 2012
Normalmente, la carga aplicada tendrá un impacto Normalmente, la carga aplicada tendrá un impacto importante en el punto o región de operación del dispositivo. importante en el punto o región de operación del dispositivo. Si el análisis se debe llevar acabo de manera gráfica, se Si el análisis se debe llevar acabo de manera gráfica, se puede dibujar una línea recta sobre las características del puede dibujar una línea recta sobre las características del dispositivo que represente la carga
dispositivo que represente la carga aplicada.aplicada.
La intersección de la recta de carga con las características La intersección de la recta de carga con las características determinará el punto de operación del sistema. Por razones determinará el punto de operación del sistema. Por razones obvias, a esta análisis se le ll
obvias, a esta análisis se le llamaama análisis mediante la recta deanálisis mediante la recta de carga.
carga.
La mayor parte de
La mayor parte de las redes de diodos no estilan utilizar el sistema de la recta las redes de diodos no estilan utilizar el sistema de la recta de carga,de carga, la técnica se usa de manera frecu
la técnica se usa de manera frecuente en las demostraciones del funcionamiento delente en las demostraciones del funcionamiento del transistor.
Considere la siguiente figura. Considere la siguiente figura.
•
• Configuración en serie.Configuración en serie. •
• Corriente establecida de acuerdoCorriente establecida de acuerdo
a las manecillas del reloj. a las manecillas del reloj.
•
• El diodo estaEl diodo esta “encendido”“encendido”.. •
• Polarización directa.Polarización directa.
La zona operación en la La zona operación en la gráfica es el primer gráfica es el primer cuadrante (V
cuadrante (VDD e Ie IDD positivos).positivos).
Región de Región de polarización polarización directa. directa.
Aplicando la ley de voltaje de Kirchhoff se tiene como Aplicando la ley de voltaje de Kirchhoff se tiene como resultado. resultado. E E – – V V DD – – V V RR = 0= 0 E = V E = V DD+ V + V RR E = V E = V DD+ I+ IDD RR
Las dos variables de la ecuación (V
Las dos variables de la ecuación (VDD e Ie IDD)) son las mismas que los ejes del primer son las mismas que los ejes del primer cuadrante de la gráfica de cuadrante de la gráfica de características de un diodo. características de un diodo.
Las intersecciones de la recta de carga sobre las Las intersecciones de la recta de carga sobre las características pueden determinarse con facilidad si se características pueden determinarse con facilidad si se considera que: considera que:
Eje
Eje
Horizontal
Horizontal
II
D
D
= 0A
= 0A
Eje
Eje
Vertical
Vertical
V
V
D
D
= 0V
= 0V
Considerac Consideración ión 1:1: IIDD = 0A= 0A De la ecuación siguiente: De la ecuación siguiente: E = V E = V DD+ I+ IDD RR Se establece que I Se establece que IDD = 0A= 0A Se resuelve para V Se resuelve para VDD:: E = V E = V DD+ (0) R+ (0) R IIDD = 0A= 0A V V DD = E= E
Se obtiene una magnitud para V
Considerac Consideración ión 2:2: V VDD = 0V= 0V De la ecuación siguiente: De la ecuación siguiente: E = V E = V DD+ I+ IDD RR Se establece que V Se establece que VDD = 0V= 0V Se resuelve para I Se resuelve para IDD:: E = 0 E = 0 + I+ IDD RR IIDD == E E R R VVDD = 0V= 0V IIDD R = ER = E
Se obtiene una magnitud para I
Una línea recta dibujada entre los puntos cuando V
Una línea recta dibujada entre los puntos cuando VDD = 0v e I= 0v e IDD = 0V,= 0V, definirá una
La recta de carga esta La recta de carga esta definida por el circuito (red). definida por el circuito (red). La curva característica esta La curva característica esta definida por el dispositivo.
definida por el dispositivo.
El punto de intersección El punto de intersección entre los dos es el punto de entre los dos es el punto de operación (Q).
operación (Q). La corriente I
La corriente IDD es la corriente a través de la toda laes la corriente a través de la toda la configurac
configuración en ión en serieserie
El trazo de líneas verticales y horizontales al punto Q El trazo de líneas verticales y horizontales al punto Q determinan los valores de V
El punto Q es también El punto Q es también llamado "punto de trabajo" o llamado "punto de trabajo" o "punto de
"punto de funcionamfuncionamiento".iento". El punto Q se controla por la El punto Q se controla por la variación de los valores de E variación de los valores de E y R.
y R.
La solución que se obtiene por la intersección de las dos curvas es La solución que se obtiene por la intersección de las dos curvas es la misma que podría conseguirse mediante la solución la misma que podría conseguirse mediante la solución matemática de las ecuaciones simultaneas [ I
matemática de las ecuaciones simultaneas [ IDD = I= ISS(e(eKVKVDD/T/TKK – – 1)]1)]
El análisis de la recta de carga descrito antes ofrece una solución El análisis de la recta de carga descrito antes ofrece una solución con un mínimo de
Determinar para la configuración de diodos en serie de la Determinar para la configuración de diodos en serie de la figura los siguientes valores:
figura los siguientes valores: a)
a) V V DDQQ e Ie IDDQQ b)
a) Se determinan las intersecciones con los ejes horizontales y a) Se determinan las intersecciones con los ejes horizontales y verticales: verticales: IIDD == EE R R VV D D= 0V= 0V IIDD == 10V 10V 1 k 1 kΩΩ VVDD= 0V= 0V IIDD = 10 mA= 10 mA IIDD= 0A= 0A V V DD = E= E V V DD = 10V = 10V V V DDQQ = 0.78 V = 0.78 V IIDDQQ = 9.25 mA= 9.25 mA
b) Determinamos el valor de V b) Determinamos el valor de VRR:: V V RR = I= IRR RR V V RR = I= IDDQQ RR V V RR = (9.25mA)(1k= (9.25mA)(1kΩΩ ) ) V V RR = 9.25V = 9.25V V V RR = E= E – – V V DD V V RR = 10V = 10V – – 0.78V 0.78V V V RR = 9.22V = 9.22V
La diferencia en los resultados se debe a la exactitud con la cual La diferencia en los resultados se debe a la exactitud con la cual se pueda leer la gráfica.
