Electrónica para Ingenieros Diodos-17-3
September 7, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
Short Description
Download Electrónica para Ingenieros Diodos-17-3...
Description
2015
DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES ELECTRÓNICA PARA INGENIEROS Este documento tiene como objetivo guiar al estudiante de electrónica en el tópico de dispositivos de dos terminales. El texto cuenta tanto con ejercicios resueltos como propuestos, que abarcan temas como: recortadores, sujetadores, punto de operación de diodos, rectificadores de onda, fuentes reguladas por diodos zener, multiplicadores de voltajes, otros dispositivos.
Borrador 14.0 Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL 15/05/2015
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL | DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES TERMI NALES 1
Contenido
1 CAPÍTULO 1 1
5
DIODOS: RECORTADORES Y SUJETADORES SUJETADORES
5
PROBLEMAS RESUELTOS RESUELTOS
5
Ejercicio 1 1
5
Ejercicio 2 2
8
Ejercicio 3 3
11
Ejercicio 4 4
14
Ejercicio 5 5
17
Ejercicio 6 6
21
Ejercicio 7 7 Ejercicio 8 8
24 28
Ejercicio 9 9
31
Ejercicio 10 10
33
Ejercicio 11 11
Error! Bookmark not defined.
CAPÍTULO 2 2
40
DIODOS: PUNTOS DE OPERACIÓN OPERACIÓN
40
PROBLEMAS RESUELTOS RESUELTOS
40
Ejercicio 1 1
40
Ejercicio 2 2
45
Ejercicio 5 5
58
Ejercicio 6 6
60
Ejercicio 7 7
64
Ejercicio 8 8
68
Ejercicio 9 9
70
CAPÍTULO 3 3
76
DIODOS: FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA TRANSFERENCIA
76
PROBLEMAS RESUELTOS RESUELTOS
76
Ejercicio 1 1
76
Ejercicio 2 2
80
Ejercicio 4 4
92
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL | DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES TERMI NALES 2
Ejercicio 5 5
97
Ejercicio 6 6
102
Ejercicio 7 7
106
Ejercicio 8 8
113
Ejercicio 9 9
116
PROBLEMAS PROPUESTOS PROPUESTOS
119
Ejercicio 1 1
119
Ejercicio 2 2
119
Ejercicio 3 3
120
Ejercicio 4 4
120
Ejercicio 5 5
121
Ejercicio 6 6
121
Ejercicio 7 7
122
Ejercicio 8 8
122
Ejercicio 9 9
123
Ejercicio 10 10
124
CAPÍTULO 4 4
125
OTROS DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES TERMINALES
125
PROBLEMAS RESUELTOS RESUELTOS Ejercicio 1
125 125
Ejercicio 2 2
127
Ejercicio 3 3
129
Ejercicio 4 4
131
Ejercicio5
133
CAPÍTULO 5 5
136
RECTIFICADORES, REGULACIÓN ZENER, MULTIPLICADORES MULTIPLICADORES
136
Ejercicio 1 1 Ejercicio 2 2
136 137
Ejercicio 3 3
140
Ejercicio 4 4
143
Ejercicio 5 5
145
Ejercicio 6 6
147
Ejercicio 7 7
148
Ejercicio 8 8
149
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL | DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES TERMI NALES 3
Ejercicio 9 9
151
Ejercicio 10 10
154
PROBLEMAS PROPUESTOS PROPUESTOS
157
Ejercicio 1 1
157
Ejercicio 2 2
157
Ejercicio 3 3
158
Ejercicio 4 4
158
Ejercicio 5 5
159
Ejercicio 6 6
160
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL | DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES TERMI NALES 4
CAPÍTULO 1 DIODOS: RECORTADORES Y SUJETADORES
PROBLEMAS RESUELTOS Ejercicio 1 En el siguiente circuito, graficar Vo. Datos:
30 2000[− − ] 5 1KΩ Asuma diodo ideal
SOLUCIÓN: Se muestra a continuación la tabla de estados de los diodos en los diferentes ciclos:
Estado
D
Vi
1
C.A.
-15 ≤ Vi ≤ 5
0
2
C.C.
5 ≤ Vi ≤ 15
Vi + 5
Vo
Estado 1 Empezando el análisis del circuito por el ciclo negativo, el diodo ideal se comporta como un circuito abierto:
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL | DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES TERMI NALES 5
De aquí que:
0
El circuito es válido mientras:
GRÁFICA
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL | DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES TERMI NALES 7
Ejercicio 2 En el siguiente circuito, graficar Vo. Datos:
V Señal trtriangu iangularlar de ± 15V,con una frecuencia frecuencia ddee 1KHz y ddesfase esfase de 0 5 1KΩ Asuma diodo ideal
SOLUCIÓN: Se muestra a continuación la tabla de estados de los diodos en los diferentes ciclos,
Vi
Vo
Estado
D
1
C.C.
-15 ≤ Vi ≤ 5
5
2
C.A.
5 ≤ Vi ≤15
Vi
Estado 1 Empezamos analizando el circuito por el ciclo negativo:
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL | DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES TERMI NALES 8
El circuito es válido mientras
0 5>0 > 5 < 5
Luego,
5
Por tanto, para el estado 1 se tiene:
<
Estado 2
Para el siguiente estado, el diodo se abre para todo voltaje de la l a fuente mayor que 5
El circuito es válido mientras
>5 Además,
Por tanto, para el estado 2 se tiene:
>
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL | DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES TERMI NALES 9
GRÁFICA
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL | DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES TERMI NALES 10
Ejercicio 3 En el siguiente circuito, grafique Vo Datos:
V Señal trtriangu iangularlar de ± 15V,con una frecuencia frecuencia ddee 1KHz y ddesfase esfase de 0 V 0.7 0.7V V 5V R1KΩ
SOLUCIÓN: Redibujando el circuito, reemplazando el diodo real por su equivalente ideal y una fuente de voltaje:
Con D, ideal.
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL | DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES TERMI NALES 11
Se muestra a continuación la tabla de estados de los diodos en los diferentes ciclos,
Estado
D
1
C.C.
-15 ≤ Vi ≤ 4.3
Vi-4.3
2
C.A.
4.3 ≤ Vi ≤15
0
Vi
Vo
Estado 1 Empezando el análisis por el ciclo negativo del circuito:
4.3 El circuito es válido mientras:
. GRÁFICA
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL | DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES TERMI NALES 13
Ejercicio 4 En el siguiente circuito, grafique Vo Datos:
V 30 sen2000πt[V− −] V5V R1KΩ V 0.7 V
SOLUCIÓN: Redibujamos el circuito reemplazando el diodo real por su equivalente ideal más una fuente de voltaje, que representa el voltaje del diodo.
Con D, ideal. Se muestra a continuación la tabla de estados de los diodos en los diferentes ciclos, Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL | DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES TERMI NALES 14
Estado
D1
1
C.A.
-15 ≤ Vi ≤ 0.7
5
2
C.C.
0.7 ≤ Vi ≤15
Vi-0.7
Vi
Vo
Estado 1 Empezando el análisis del circuito por el ciclo negativo, el diodo se comporta como circuito abierto.
El circuito es válido mientras
. .
GRÁFICA
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 16
Ejercicio 5 En el siguiente circuito, grafique Vo Datos:
V Señal triaangular ngular de ± 15V, 15V,con con una frrecuencia ecuencia de 1KHz 1KHz y desfase desfase dede 0 V 0.7 0.7V V 5V V 1010V R1KΩ
Solución: Estado 1 Analizando el circuito para el ciclo negativo:
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 17
Se muestra a continuación la tabla de estados de los diodos en los diferentes ciclos,
Estado
D1
D2
1
C.A.
C.C.
-14 ≤ Vi ≤ -10.7
-10.7
2
C.A.
C.A.
-10.7 ≤ Vi ≤ 5.7
Vi
3
C.C.
C.A
5.7 ≤ Vi ≤ 16
5.7
Vi
Vo
10.7 El circuito es válido mientras: [V]
>T y por lo tanto que el capacitor no se descarga. Estado 1 El diodo conduce, para el ciclo negativo.
10
Se tiene a la salida
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 29
Estado 2 Ciclo positivo, el diodo se comporta como circuito abierto.
30
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 30
Ejercicio 9
En el siguiente circuito, grafique Vo Datos:
V Señal cuadrada de10V a 10V,con una frecuencia de 1KHz y desfase de 0 Diodo ideal C 10 µFµF R 1KΩ
SOLUCIÓN: Estado 1 El diodo conduce, para el ciclo negativo.
Se tiene a la salida
0
Estado 2
Ciclo positivo, el diodo se comporta como circuito abierto. Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 31
á 10
GRÁFICA
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 32
Ejercicio 10
En el siguiente circuito, grafique Vo Datos:
V Señal cuadrada de10V a 10V,frecuencia de 1KHz y desfase 0 Diodo ideal V 5 V C 10 µµFF R 1KΩ
SOLUCIÓN: Redibujaremos el circuito por facilidad,
Estado 1 Analizando el circuito para el ciclo ciclo en el que el di diodo odo D conduce (ciclo negativo):
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 33
El capacitor se carga instantáneamente a:
510 5
Y permanecerá cargado mientras mientras la señal sea de 10 [V]. Luego, el voltaje de salida será:
5
Estado 2
El estado 2 se produce cuando el diodo se abre y para ello, es necesario que:
0 Y que el capacitor se descargue descargue a través de R. Calculando la constante de descarga: Ω −
1010 0.01 110 1010
Y el capacitor se descarga en aproximadamente: aproximadamente:
5 0.05 Puesto que la frecuencia de la señal es de 1KHz, esto significa que el capacitor volverá a cargarse en 0.5 mseg, y por lo tanto se podría asumir que realmente el
capacitor nunca se descargó. En estas condiciones: condiciones:
25
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 34
GRÁFICA Para: Vi vs t, Vo t, Vo vs t t
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 35
Ejercicio 11
En el siguiente mantenga en 9V circuito, determine el valor de Vi para que el voltaje de la carga se Datos:
VzRz 90V Pz 0.5W RsRL100Ω
Solución: Por definición, la potencia del diodo zener viene dada por:
= 0.95 0.056 Reemplazando en el circuito el diodo zener por su equivalente en conducción, una fuente de voltaje con resistencia de zener igual a cero (por dato del ejercicio), se tiene:
Para mantener el voltaje en la carga igual al voltaje del zener, de 9 V, se determina el valor que debe tomar tomar la fuente Vi. Aplicando Ley de Voltajes Voltajes de Kirchhoff: Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 36
9 1 00 9 100para determinar los valores de las corrientes: Resolviendo el sistema 0.09 1009 0.09 9 100 Malla 1: Malla 2:
La corriente de zener viene dada por:
9 0.09 100 18 99 100 100 Reemplazando el valor de la corriente de zener ya obtenida, y despejando :
101000 18 100 1000.056 56 18
.
En el siguiente circuito, determine el valor de Vi para que el voltaje de la carga se mantenga en 9V Datos:
Vz 9 V Rz 0 Pz 0.5W RsRL100Ω
SOLUCIÓN: Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 37
Por definición, la potencia del diodo zener viene dada por:
=0.950. 056 Reemplazando en el circuito el diodo zener por su equivalente en conducción, c onducción, una fuente de voltaje con resistencia de zener igual a cero (por dato del ejercicio), se tiene:
Para mantener el voltaje en la carga igual al voltaje del zener, de 9 V, determinamos el valor que debe tomar la fuente Vi: Aplicando Ley de Voltajes Voltajes de Kirchoff, Malla 1: Malla 2:
9 100 9 100 Resolviendo el sistema para determinar los valores de las corrientes: 0.09 1009 0.09 9 100 La corriente de zener viene dada por: 9 0.09 100 18 99 100 100 Reemplazando el valor de la corriente de zener ya obtenida, y despejando : 100 18 0.056 100 100 56 18
De donde,
.
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 38
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 39
CAPÍTULO 2 DIODOS: PUNTOS DE OPERACIÓN
PROBLEMAS RESUELTOS Ejercicio 1 En el siguiente circuito calcular: a) Los puntos de operación de los diodos b) Los voltajes (componentes DC y AC)
20210− V ; ;10µ 12 12 V ; 12 12 20Ω ; 100Ω ; 10Ω 10Ω ; 70Ω ; 70Ω
Datos:
Usar el gráfico ID vs VD del diodo.
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 40
Solución:
a) Para determinar los puntos de operación de los diodos primeramente:
se determina
0.750.65 50 2Ω 21.9 40 2.5Ω
Y luego se realiza el análisis DC:
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 41
12 10 67 || 16. 12 6 || 35 Ω
Ω]
: Asumiendo que
Id1=Id2=I
100.651.96 19.04 0.65 0.6969 1.9 1.9595 .,. .,. os voltajes (componentes DC y AC), del circuito en DC: 12100⫫59.5 8.55100⫫20 9.7 20100⫫59.5 59.5100⫫20
Los puntos de operación de los diodos
son:
b) Para determinar l
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 42
7.4570⫫70 1270⫫41.17 41.1770⫫70 7070⫫41.17 6.7
Para los componentes AC:
20 0.42 || 20 || 0.70
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 43
|| 14.7 || 1111..7
Considerando los componentes DC y AC:
..() − . . . . −
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 44
Ejercicio 2 Para el circuito mostrado determinar: a) Puntos de operación de los diodos diodos D1 y D2 b) Graficas V1(t) y V2(t) con sus respectivos valores c) Si se cortocircuita C2 y asumiendo as umiendo que VD1= VD2= 0.7V, determinar el valor de V2 para estado estable Datos:
0.5210 4Ω 6 V ; ; 120Ω 10µ ; ; 300Ω 10µ; ; 100Ω 100µ; 8Ω
Usar el gráfico ID vs VD del diodo.
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 45
Solución: a) Análisis DC
Los diodos al estar directamente polarizad polarizados, os, se reemplazan por el equivalente
0.80.6 7878 2.56Ω 60.6 0.044 44 1202.56 0.71 0.6 ; 0.71 0.044,0.71 1 60.6 0.0134 134 3002.56100
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 46
0.6 0.63 0.63 0.0134,0.633
b) Grafique
Utilizando los gráficos para el análisis DC:
6300 63000.0134 134 1.9898 0
Si
=
=0.7
El diodo
=
cortocircuitado, Calcular
=0.7
Igual que antes
sigue siendo cero
0
La fuente de 6(V) es suficiente para encender a los diodos pero hagamos una malla: malla:
0 0.7 ⇨I0 :
La que indica que por el
no fluye corriente.
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 47
Análisis AC Calculemos los
−Ω 11 2 17.9510 1.54∙10 −Ω 2 11 2.556||6||112020 2.5511 ΩΩ 2100||8||300 7.23Ω
Notar la importancia de los divisores de tensión:
∗ +
Dónde:
3 2.56||1.99Ω 50501.99 5. 9 9 16.6
Mucho más rápido que hacer mallas ¿verdad?
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 48
Así mismo:
.+∗ 12,50 ;
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 49
Ejercicio 3
En el siguiente circuito: a) Determinar el punto de operación de Z 1: b) Determinar el punto de operación de Z 2: c) Grafique Ir2 vs t
Datos:
210 µ 40Ω ; 80Ω ; 60Ω ; 30Ω ; Ω Ac=0.1
n(
=100[V] ; =10
1
2
)[
(p-p)]
3
4
5=40
Usar el gráfico I vs V del diodo.
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 50
Solución: Análisis DC
.−. .− =
d
z
=
= 0.1 = 0.25
||+ +|| || − ||+)++ +||++
+
39.78 [V]
− − + +− 0.7 0.11.48 0.884848 0.250.98 10 1010..25 1.480.848 1.255 0.9810.25 10.004545 0.497 =1.48 [A] =1.48
= 0.98 [A]
Análisis AC Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 51
1 1 7.96∙10−Ω 2
~
Vx
Rd
Xc1
R1
Xc2
Rz
R3
R4
R2
1 1 1− 16.17 0.0994 1.24 × 10−
1.24
. .
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 52
Ejercicio 4
En Determinar el siguienteVo circuito: a) b) Determinar el punto de operación del diodo c) Determinar la potencia disipada por el diodo d) Graficar VD.
Ω Ω ; Ω ; Datos:
= (10 + 0.1 2000 = 5[V] 1 = 1 ; 2 = 2K
)[ ( )] 3 = 4K
4 = 2K
Usar el gráfico I vs V del diodo.
Ω;
Ω
5 = 4K
Solución:
0.70.65 1010−
Análisis DC
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 53
,
18 18 5 16.14 16.14 ∥
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 54
85857.7.1144 Ω
I
0.65 857.14 2.2266 0.65 0.66 1.4919166
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 55
Análisis AC
0.43 ∥ 85857.7.1144 Ω
i 857.14 62.6 62.6
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 56
0.1133 8.113838
0 66V
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 57
Ejercicio 5 En el siguiente circuito: a) Grafique Vo(t) b) Determine la potencia disipada por el diodo D1. Datos: = , =10v, =10v, =6v,
14.142000 Ω =-3v,
=
=
=
=
=
=1K
ANALISIS DC: Redibujado Redibujad o el circuito:
I1
I2
I3
Si se asume el sentido indicado para las corrientes, los diodos normales, mientras que el diodo se abre (circuito ( circuito abierto).
I4
, ,
actúan como diodos
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 58
Aplicando superposición:
⫫ ⫫ 0.7 ⫫ ⫫ ⫫ ⫫ 0.7 ⫫ ⫫ ⫫ ⫫ ⫫ ⫫ ⫫ 0.7 ⫫ ⫫ ⫫ ⫫ ⫫
Puesto que las resistencias tienen el mismo valor:
0.7 ⫫ ⫫ ⫫ 0.70.7 ⫫ ⫫ ⫫ 10103 0.251 0.255 .
Verificando que las corrientes tengan el sentido asumido y que el diodo
esté abierto:
9.30.46 9.76>0 0.7 1 0.460.710 0.7 1 8.84>0 0.460.73 1.84>0 0.7 1 0.46 6 6.46 < 0
Puesto que lo asumido inicialmente se cumple, el valor de
es correcto.
ANALISIS AC: Aplicando superposición:
⫫ ⫫ ⫫ ⫫ ⫫ ⫫ 0.25 4 22000000 14.14√220000.251
Por lo tanto:
. .
b)
0.7 0.79.766 .
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 59
Ejercicio 6 En el siguiente circuito: a) Determine el punto de operación del diodo D1. b) Grafique el voltaje V2 c) Grafique el voltaje V3.
10 20000− 5;V 20Ω ; 100µ 10Ω ; 20Ω ; 40Ω ; 80Ω
Datos:
Usar el gráfico I vs V del diodo.
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 60
Commented [A1]: No se ha considerado la resistencia interna del diodo
ANALISIS DC:
Aplicando Thevenin:
I1
Se asume el sentido de la corriente de acuerdo a la figura, decimos que el diodo 1 se encuentra funcionando como diodo real (ON) de 0.68V.
5 1030 1.6767 ⫫ 10⫫206.67Ω 68 1.670.68 37 14.8>0 0. 6.672040 2500
1414.8.84400 0.559292 0.68 68 0.559292 1.227272 , . . , .
La corriente obtenida que pasa por el diodo 1 es mayor a cero (ON), entonces lo que se asumió al principio es correcto.
ANALISIS AC:
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 61
Aplicando Thevenin:
∗ 5∗20 30 103 3.3333 20 6.67Ω ⫫ ∗ 10∗20 30 3 80 ⫫ ∗ 40∗80 120 3 26.67Ω 3.33 ∗ 2626.6.677 1.666767 ⫫ ⫫ 26.67206.67
Por lo tanto:
1.6666 20 20 1.272 20 20 0.592 1.6666
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 62
Gráfica de
Gráfica de
:
:
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 63
Ejercicio 7 En el siguiente circuito, grafique los voltajes Datos:
.
, , á 12 1000 ; 100 á ; 0.7 220 2201 120 20
Solución: Aplicando el Teorema de Thevenin
Luego: D1 conduce si: D2 conduce si:
VxVcc
Además: Si D1 conduce V2 > V1 Si D2 conduce V2 < V1 Dónde: Rx = (R1 + P Ry = (R2 + P
⇒ ⇒
1⁄2 ∥ 1⁄2 2⁄2 ∥ 2⁄2
V+ < V V+ > V-
⇒ ⇒
V3 = -Vcc V3 = +Vcc
∥ ∥
) P
= (1000 + 50) 50 = 47.72 k
) P
= (1000 + 50) 50 = 47.72 k
. ⁄ 0.045 + +
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 64
. ⁄
+
+
V3 = - Vcc V3 = -Vcc En conclusión: Si D1 conduce Si D2 conduce
si si
1212 0.5454 ..
0.045 Vi < 12 0.045Vi > 12
⇒ ⇒ ⇒ ⇒ √ 22 √ 22 220 220 31311.1.12 . V3= -Vcc Vi < 266.67V. V3= +Vcc Vi > 266.67V.
Si D1 Conduce:
11 1 1 .54 0.7 4747.7.722 1 47.72 0.080.5 02.54 2 47.72 47.72 0.080.5 0.045 45 0 0.0.088 0.00225 225 0.08 0.08 0.0225 311.122 6.9922 . 0.08 0.08 0.0225 311.122 7.08 . 10.7 6 6.7.662.328
Si D2 Conduce
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 65
2 2 2 47.72 0.54 0.540.747.72 2 47. 2 47.72 72 0.50.080.5 0.0450.08 0.02230.08 0.0225 311.120.086.92 . 0.0225 311.120.08 7.08 . 0.7 7.6622 6 6..38
Gráficas: Vi vs. t Vi vs. t
V
Vi
311.12 266.67
2.73 ms
5.60 ms
V3 vs. t
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 66
t (ms)
V1 vs t .
V 7.62
6.62
6.92
0.62
6.08
-0.08
t (ms) 7.08
V2 vs t V
.
6.08
.
5.92
0.62
t (ms) -0.08
2.73 ms
5.60 ms 6.38
.
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 67
Ejercicio 8
Para el siguiente circuito determine: a) Punto de operación de los diodos b) Grafique Vo vs t Datos: Asuma D1 = D2
0.5sin
+
Vo -
-
Análisis DC:
652││4 3152││3 9.354/3 126/5 0.11007 100. 32││4 32││3 13/3 26/5 007 Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 68
CORRIENTE DE SEMICONDUCTORES
9.249 3.08 100.65 3 3 12.1007 3.025 315 4 4
VOLTAJE TOTAL
3.08 53. 8 0.665 5 0.66654 654 3.025 53. 25 3 3.015
PUNTOS DE OPERACIÓN DC
0.6654 654 ,,3.3.08 3.015 ,3.025
Análisis AC:
0.53.005││4.005 0.51.72 0.231 23. 005││4.005 3.72
FINALMENTE
0.10070.231sin
0.10070.231sin
Gráfica:
Vo vs t 0.25 0.2 0.15 0.1
Valores Y
0.05 0 -0.05
0
2
4
6
8
10
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 69
Ejercicio 9 Para el siguiente circuito considere todos los elementos pasivos están en Ohmios determine:
a) Punto de operación de cada uno de los semiconductores b) Grafico Vo vs t
+ Vo -
Trasformación de delta a estrella:
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 70
100125 12500 50 ℎ 10025125 250
10025125 10025 2500 250 10 ℎ 12525 3125 12.5 ℎ 10025125 250 ℎ
RESISTENCIA EQUIVALENTE
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 71
Trasformación de delta a estrella:
1015 150 5 ℎ 10515 30 ℎ 105 50 1.67 ℎ 10515 30 155 75 2.5 ℎ 10515 30 ℎ
RESISTENCIA EQUIVALENTE
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 72
Análisis DC:
0.710 50.65 10 ℎ ℎ 54.75 30 8.33 ℎ 0
│1010)) 200.6593.23││1000 751││1.010 1010(93.233│1010 404. 93.231││1.010 1000 1000((93.23│ 3│1010 1010)) 101093.23││1000 35.25502.5 101085. 585. 85.288 3030..45 85.355 19.35 35. 595.71 1085.355 1095.277
CORRIENTE DE SEMICONDUCTORES
4.8 51.48 404.7530.45 93.23 93.23 11.1 10.99 200.6530.45 1010 1010
VOLTAJE TOTAL
51.48 8.351. 8 4.75 5.1177 101010. 10.99 9 0.6.655 0.76
PUNTOS DE OPERACIÓN DC
9 9 5.0.7167 ,,510.1.498
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 73
Análisis AC:
SACANDO RESISTENCIAS EQUIVALENTES
20∗1010 19.61 1 201010 219.611029.61 29.61∗1000 28.76 3 29. 611000 428.768.337.09 37.09∗93.23 26.53 5 37. 0993.23
22 2626.5.533 ∗ 0.5522 22 0.00138 138 40 0.5522 309 0.3728.76∗0.370.0107 76.0.37.05138 0.29.0107 61 0.3619.61∗0.360.0071 0.0071
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 74
Gráfica:
0.0071sin
Vo vs t 0.008 0.006 0.004 0.002 0
Valores Y 0
2
4
6
8
10
-0.002 -0.004 -0.006 -0.008
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 75
CAPÍTULO 3 DIODOS: FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA
PROBLEMAS RESUELTOS
Ejercicio 1 Graficar la función de transferencia Vo vs Vi para -20 >5 → → 5 < 30< 5 2 10 < 0 3 2102 20 →25> >10 → 3 5 >10 → < 25 >0 → 2 3 20 >0 → < 10 >5 → 2 3 20 > 5 → >17,5 17,5≤ 25
10 →25≤ < 50
GRAFICA
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 90
SIMULACION
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 91
Ejercicio 4 Grafique la Función de Transferencia V 0 vs Vi.
Datos R1= 1kΩ Z1= 8V ESTADO
R2 = 1kΩ Z2= 10V
R3= 1kΩ Z3= 5V
R4= 1kΩ
Z1
Z2
Z3
8V
CC
5V
40 4 5
El circuito es válido mientras:
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 110
ESTADO 4
El diodo en el cambio Id = 0 y Vd=0
0 6 > 0 > 6
El circuito es válido mientras:
01
1
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 111
Gráfico
Gómer Rubio Roldán – Profesor ESPOL |DISPOSITIVOS DE DOS TERMINALES 112
Ejercicio 8 Para el circuito dado grafique la característica Io Vs Vi. Justifique su respuesta con cálculos correspondientes.
7≤i≤7
D
Io
Vi+
Vz 5V
R1 1kΩ
R2 1kΩ
Io
+
1mA
Estado 1 2 3
D CC CC CA
Z 5V CA CC
Vi -7
View more...
Comments
