2.1. Análisis Mediante la Recta de Carga para los Diodos

Universidad Politécnica de Chiapas Ing. Biomédica Fundamentos de Electrónica Ing. Othoniel Hernández Ovando

Suchiapa, Chiapas a 25 de Enero de 2012

Normalmente, la carga aplicada tendrá un impacto importante en el punto o región de operación del dispositivo. Si el análisis se debe llevar acabo de manera gráfica, se puede dibujar una línea recta sobre las características del dispositivo que represente la carga aplicada. La intersección de la recta de carga con las características determinará el punto de operación del sistema. Por razones obvias, a esta análisis se le llama ll ama análisis mediante la recta de carga. La mayor parte de las redes de diodos no estilan utilizar el sistema de la recta de carga, la técnica se usa de manera frecuente frecu ente en las demostraciones del funcionamiento del transistor.

Considere la siguiente figura. Configuración en serie. Corriente establecida de acuerdo a las manecillas del reloj. El diodo esta “encendido”. Polarización directa. • •

• •

La zona operación en la gráfica es el primer  cuadrante (VD e ID positivos).

Región de polarización directa.

Aplicando la ley de voltaje de Kirchhoff se tiene como resultado. E  –  V D –  V R = 0 E = V D + V R E = V D + ID R

Las dos variables de la ecuación (VD e ID) son las mismas que los ejes del primer  cuadrante de la gráfica de características de un diodo.

Las intersecciones de la recta de carga sobre las características pueden determinarse con facilidad si se considera que:

Eje Horizontal

ID = 0A

Eje Vertical

VD = 0V

Consideración Consideración 1: ID = 0A

De la ecuación siguiente:

E = V D + ID R

Se resuelve para VD:

V D = E ID = 0A

Se establece que I D = 0A

E = V D + (0) R

Se obtiene una magnitud para VD sobre el eje horizontal cuando I D = 0A

Consideración Consideración 2: VD = 0V

De la ecuación siguiente:

E = V D + ID R

Se resuelve para ID:

ID R = E

Se establece que VD = 0V

E = 0 + ID R

ID =

E R

VD = 0V

Se obtiene una magnitud para I D sobre el eje vertical cuando VD = 0V

Una línea recta dibujada entre los puntos cuando VD = 0v e ID = 0V, definirá una recta de carga.

La recta de carga esta definida por el circuito (red). La curva característica esta definida por el dispositivo. El punto de intersección entre los dos es el punto de operación (Q). La corriente ID es la corriente a través de la toda la configuración configuración en serie El trazo de líneas verticales y horizontales al punto Q determinan los valores de VDQ e IDQ.

El punto Q es también llamado "punto de trabajo" o "punto de funcionamiento". funcionamiento". El punto Q se controla por la variación de los valores de E y R. La solución que se obtiene por la intersección de las dos curvas es la misma que podría conseguirse mediante la solución matemática de las ecuaciones simultaneas [ ID = IS(eKVD/TK  –  1)] El análisis de la recta de carga descrito antes ofrece una solución con un mínimo de esfuerzo.

Determinar para la configuración de diodos en serie de la figura los siguientes valores: a) V DQ e IDQ b) V R

a) Se determinan las intersecciones con los ejes horizontales y verticales: E

ID =

ID =

IDQ = 9.25 mA

R

VD = 0V

10V  1 kΩ

ID = 10 mA V D = E

ID = 0A

V D = 10V 

VD = 0V

V DQ = 0.78 V 

b) Determinamos el valor de VR: V R = IR R

V R = E  –  V D

V R = IDQ R

V R = 10V  –  0.78V 

V R = (9.25mA)(1kΩ )

V R = 9.22V 

V R = 9.25V 

La diferencia en los resultados se debe a la exactitud con la cual se pueda leer la gráfica.