laboratorio de electronica diodos

Inacap Pérez Rosales Tecnología en sonido Laboratorio de electrónica I

Experiencias de laboratorio de electrónica. “Diodos”

Angel Matamala Matias Gomez Profesora: Maria Droguett

I. Introducción.

Los diodos son un componente electrónico semiconductor el cual permiten el flujo de corriente en un solo sentido. Solo dejan pasar una polaridad (negativa o positiva) Existen varios tipos de condensador y a su vez de varios compuestos pero los más usados son los de silicio y germanio. Estos diodos presentan un umbral de tensión de funcionamiento (silicio 0.7 volt y germanio 0.3 volt). Los diodos se pueden usar para rectificar una seña o convertir la corriente alterna a continua (diodo rectificador) o estabilizar una tensión (diodo zener). Los diodos rectificadores de onda completa suprimen la polaridad negativa a excepto de los de media onda suprimen una de las dos polaridades La rectificación de una señal se realiza con dos tipos de diodos rectificadores: diodo de media onda o de onda completa. Esto también permite la rectificación de una señal alterna a continua.

II. Desarrollo.

Experiencia Nº 1 Diodo rectificador. Objetivo. Medir e interpretar los parámetros o especificaciones del diodo, y dibujar la curva de un diodo. Materiales:         

1 Diodo 1N4007 1 Protoboard 1 Diodo 1n4148 1 Diodo emisor de luz rojo 1 resistencia de 120Ω 1 Diodo emisor de luz verde 1 Multitester digital 1 Fuente de poder 1 Fuente de corriente continua.

Procedimiento. 1.

Utilice el tester digital en escala de diodo y anote las mediciones en polarización directa e inversa.

Medición Pol. Directa +A y -K Pol. Inversa +K y – A

1N4007 (negro)

YL 212 LED Rojo

Led verde

1N4148 switch

580 mV

1.840 V

1.853 V

690 mV

Over load

Over load

Over load

Over load

2.

Aplique calor al diodo (tocando la parte plástica) y observe el nuevo valor que muestra el tester; ¿qué puede decir al respecto? Que el diodo funciona correctamente a una temperatura ideal para su funcionamiento ya que si es excede la temperatura ideal de funcionamiento del diodo su tensión disminuye.

3.

Arme el circuito correspondiente y complete la tabla #2. Grafique la curva del diodo en polarización directa e inversa. Intensidad diodo versus voltaje diodo. Tabla #2

Voltaje diodo 0.2 0.4 0.5 0.6 0.65 0.70 0.75

Mediciones VCC aplicado [V] 0.2 0.4 0.518 0.775 1.114 2.067 5.025

VR voltaje en resistencia [V] 0 2 mV 19 mV 0.167 0.463 1.362 4.268

Calculo I = VR /R (corriente) [A] 0 16.67 µA 158.3 µA 1.392 mA 3.858 mA 11.35 mA 35.57 mA

Experiencia Nº 2. Diodo Zener. Objetivo.  

Medir y comprobar la curva típica del diodo zener. Analizar el comportamiento del diodo zener en un circuito regulador.

Materiales:      

1 Diodo zener de 5.1 volts 1N4733A 4 chicotes banana- caimán 1 protoboard 1 fuente de poder 1 multitester digital Resistencia de 100Ω

Procedimiento. 1.

Compruebe por medio del tester los terminales ánodo y cátodo del diodo. Es posible determinar la conducción inversa.

Se puede de determinar solamente porque los valores de tensión que arroja el tester son positivos (polarización directa) o negativos (polarización (polarización inversa)

2.

Arme el circuito correspondiente y complete la tabla #1 y tabla#2. Posteriormente grafique la curva del diodo zener.

VZ

Va [V]

VR [V]

IZ [A]

Pr [Watt]

0.2

0.2

0

0

0

0.4

0.4

0

0

0

0.6

0.605

1 mV

10 µA

10 nW

0.65

0.643

4 mV

40 µA

0.16 µW

0.7

0.775

46 mV

0.46 mA

21.16 µW

0.75

0.937

0.188

1.880 mA

353.4 µW

3.

Tabla # 1 Invierta la polaridad del diodo Zener y complete la tabla # 3. Tabla # 2

VZ

Va [V]

VR [V]

IZ [A]

Pr [Watt]

0.2

-2

0

0

0

3.84

-4

-0.140

-1.4 mA

-196 µW

4.655

-6

-1.306

-13.06 mA

-17.06 mW

6.85

-8

-3.18

-31.8 mA

-101.1 mW

4.93

-10

-4.88

-48.8 mA

-238.1 mW

4.98

-12

-7.19

-71.9 mA

-517 mW

5.02

-14

-9.03

-90.3 mA

-815.4 mW

5.05

-16

-11.03

-110.3 mA

-1.217 W

Experiencia Nº 3 Rectificador de media onda. Objeticos. 





Demostrar algunos usos de los rectificadores de media onda y onda completa. Medir los valores más importantes de los rectificadores monofásicos de media onda mediante instrumental y comparar sus valores con cálculos teóricos. Graficar las señales para los rectificadores monofásicos de media onda.

Materiales:        

1 transformador con punto medio. 1 multitester 1 resistencia de 1 KΩ. 2 sondas de osciloscopio 1 diodo 1N4007 1 protoboard Osciloscopio. 2 chicotes banana  – caimán.

Test de entrada. 1.

¿Cuál es el objetivo de rectificar una señal alterna?

El objetivo es obtener una corriente de un solo sentido y una sola polaridad (negativa o positiva). 2.

¿En qué consiste la rectificación de media onda y como se obtiene el valor continuo de este rectificador conociendo su valor máximo o valor Peak?

Consiste en rechazar una polaridad (negativa o positiva) de la señal entrante para así establecer un valor continuo (DC) 3.

¿Cómo se pueden identificar los terminales primario y secundario del transformador de tipo reductor y su estado utilizando un multitester?

4.

Investigue el uso principal que tiene t iene los circuitos rectificadores en los sistemas de Audio.

Se usan para rectificar las señales alternas y poder ser usadas por la fuente de poder, otro uso se emplean como limitadores y estabilizadores.

Procedimiento. 1.

Arme el circuito correspondiente.

2.

Con las mediciones realizadas con el tester y el osciloscopio. Complete la tabla de datos

Vs V V I Vs Vs VPeak Frecuenci pea (R) (R) (R) RMS DC Diodo a en sec. k Peak DC DC [V] [V] [V] [Hz] [V] [V] [V] [A]

19.1 13.5

0

18

5.6

5.6 mA

5.6

50

Frecuenci a en R [Hz]

50

Experiencia Nº 4. Rectificador de onda completa Objetivo. Verificar el funcionamiento del rectificador tipo puente. Materiales:  

Rectificador de onda completa tipo puente de graetz. 1 resistencia de 560Ω

Procedimiento. 1. Arme el circuito correspondiente. 2. Mediante un osciloscopio mida y grafique V s y VR en forma separada. Utilice el siguiente esquema e indique volts/div y time/div.

3. Efectúe las mediciones y cálculos necesarios para completar la tabla siguiente.

Vsec RMS [V]

Vsec Peak [V]

V (R) Peak [V]

V (R) DC [V]

13.79

19.5

18

10.95

I (R) Peak [A] 32.14 mA

I (R) DC [A] 19.55 mA

Vpeak Frec. Diodo En Vs [V] [Hz] 18

50

Frec. En R [Hz] 100

Experiencia Nº 5. Fuente de corriente continua. Objetivos.  







Comprobar el funcionamiento de los filtros capacitivos. Medir los valores más importantes de los rectificadores monofásicos con filtros capacitivos. Mediante instrumental y comparar sus valores con cálculos teóricos. Graficar las señales para los diferentes tipos de rectificadores con filtros. Utilizar el diodo zener como estabilizador estabilizador de voltaje.

Test de entrada. 

Explique cuál es el objetivo de filtrar una señal ya rectificada.

El objetivo es eliminar el rizado de la corriente continua pulsante y a la vez dejar la señal lo mas lineal posible. 

Explique cómo se obtiene el valor continuo de un rectificador de onda completa con filtro.

El valor continuo que se obtiene es el voltaje peak de entrada del transformador secundario. Eso se debe a que filtrando la señal se obtiene una señal más óptima rectificada. 

Explique cómo identificar la polaridad de los condensadores electrolíticos electrolíticos y comportamiento comportamiento al invertir la polaridad de este tipo de condensador.

La polaridad del condensador electrolítico ya viene pre polarizado de fábrica y demarcada por una franja marcando la terminal negativa o también por el tamaño de la terminal negativa es más corta que la positiva, al invertir la polaridad del condensador es es posible que el dieléctrico se destruya, sin esto el condensador entra en corto circuito

y el condensador electrolítico puede hervir y hacer explotar el condensador



Investigue que frecuencia tiene el rizado y la influencia que tiene el rizado de la fuente de poder en los equipos de sonido.

En los equipos de audio el rizado debe ser de 3% a 5% se considera optimo, ya que se intenta evitar el ruido inherente producido por el equipo.

Materiales:        

1 transformador. 1 multitester 1 resistencia de 1 KΩ - 100Ω 1 osciloscopio análogo 1 puente rectificador de graetz 1 condensador de 220μF – 100 μF Protoboard Multitester digital.

Procedimiento. 1. Arme el circuito correspondiente correspondien te con el puente rectificador. 2. Mediante un osciloscopio osciloscopi o mida grafique V Sec, VR y V diodo, en cada grafico. Indique volts/div y time/div.

3. efectúe las mediciones y/o cálculos necesarios necesari os para completar la tabla siguiente.

Vsec [V]

VR Peak Vmax [V]

Vcc = VDC [V]

19.23

17.5

17.05

VMin [V]

Vripple Peak [V]

Vripple RMS [V]

15

85 mV

47.7 mV

Factor ICC = de IDC rizado [V] [r%]

17.05 mV

1.128

III.

Conclusión.

Los diodos son bastante útiles para estabilizar una tensión (diodo zener) y rectificar señales ya ya sea alterna o continua, pero su mayor utilidad es al rectificar una señal alterna a continua. También presentan sus limitaciones ya que los diodos rectificadores de media onda solo se limitan a rectificar una sola polaridad, presenta un rizado de la señal pulsante y conservan la frecuencia a diferencia de los de onda completa completa que estos estos suprimen la polaridad negativa negativa y el rizado de la señal pulsante es menor, también aumentan la frecuencia en la resistencia de carga Existe un inconveniente al rectificar una señal alterna. El valor peak de la señal alterna no es igual al valor peak rectificado ya que existe una caída de tensión por el umbral de tensión del diodo. Para evitar esto se utilizan filtros resistencia  – capacitancia (RC) o filtros inductancia  – capacitiva (LC). Pero el más usado es el RC. Este filtro permite obtener un mayor voltaje peak rectificado y obtener una señal continua reduciendo el rizado de la señal pulsante.