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Teoría de Diodos

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Teoría de Diodos

  1. 1. Tecnología Electrónica Facultad de Ingeniería, Universidad de Deusto Teoría de Diodos
  2. 2. Tecnología Electrónica Bibliografía  Principios de Electrónica, Albert Paul Malvino, McGraw-Hill.  Capítulo 3: Teoría de Diodos  Capítulo 5: Diodos de propósito especial
  3. 3. Tecnología Electrónica Representación del Diodo  Circuito básico del diodo: N P cátodo ánodo
  4. 4. Tecnología Electrónica Curva Característica  La curva característica es una representación gráfica del funcionamiento de un dispositivo electrónico.  Para el diodo:           1 TKη Vq expII D SD siendo: IS = Corriente de saturación VD = Tensión diferencial del diodo q = carga del electrón = 1.6 E-19 C K = Constante de Boltzman = 8,62 E-5 eV/K T = Temperatura en Kelvin ID VD 0.7V Región Directa Región Inversa Ruptura Corriente Inversa Tensión Umbral IMAX
  5. 5. Tecnología Electrónica Características del Diodo  Tensión umbral  Resistencia interna  Corriente continua máxima con polarización directa (IMAX)  Corriente Inversa  Tensión de ruptura
  6. 6. Tecnología Electrónica Diodo Ideal  Teóricamente, un diodo se comporta como un conductor perfecto (resistencia cero) cuando está polarizado en directa y como un aislante perfecto (resistencia infinita) cuando está polarizado en inversa. ID VD Polarización Inversa Polarización Directa L S D R V I 
  7. 7. Tecnología Electrónica 2ª Aproximación  Se contemplan las fuentes de energía internas y las barreras de potencial, pero no las resistencias ni las fugas de corriente. ID VD 0.7V Polarización Directa Polarización Inversa 0.7V L S D R VV I 7,0 
  8. 8. Tecnología Electrónica 3ª Aproximación  Se contemplan las fuentes de energía internas, las barreras de potencial y las resistencias internas, pero no las fugas de corriente. ID VD 0.7V Polarización Inversa Polarización Directa 0.7V RD LD S D RR VV I    7,0
  9. 9. Tecnología Electrónica Aproximaciones  Ejercicio 1:  Calcular ID y VD para el siguiente circuito en 1º, 2º y 3º aproximación (RD = 10Ω). Hacer el cálculo para VS igual a 3V, 0.3V y -4V.
  10. 10. Tecnología Electrónica Recta de Carga  La recta de carga es la representación gráfica de todos los puntos de trabajo de un circuito.  El punto de trabajo, conocido como punto Q, representa una solución simultanea para la recta y la curva; en otras palabras, el punto Q es el único punto de la gráfica que funciona tanto para el diodo como para el circuito. ID VD Punto de Trabajo Q Corte Curva del Diodo Saturación Recta de Carga
  11. 11. Tecnología Electrónica Recta de Carga (continuación…)  Ejemplo 1:  Calcular el punto de trabajo para el siguiente circuito.  Calcular los límites de la recta de carga. 20mA ID VD Q (0,7V,13mA) 2V VVV mAI R VV II QD Q L QD 7,0 13 100 7,027,01       R V I  VVI mAIV DD DD 20 200   si si
  12. 12. Tecnología Electrónica Diodo LED  El diodo emisor de luz (Light Emitter Diode) es, como su propio nombre indica, un diodo que produce luz cuando se encuentra en conducción.  En toda unión pn polarizada en directa, parte de la energía que se libera en la recombinación se convierte en calor y otra parte se emite en forma de fotones.  Utilizando elementos como el galio o el fósforo, se pueden producir diodos LED’s de diferentes colores; incluso infrarrojos. N P cátodo ánodo
  13. 13. Tecnología Electrónica Fotodiodo  Es un tipo de diodo sensible a la luz.  Se polariza en inversa y se aprovecha el efecto de la luz sobre la corriente inversa del diodo:  Cuando la energía luminosa se proyecta sobre la unión pn, puede desligar electrones de valencia.  Cuanto mayor sea la intensidad de luz, mayor será la corriente inversa en el diodo. N P cátodo ánodo
  14. 14. Tecnología Electrónica Optoacoplador  Un optoacoplador combina un diodo LED y un fotodiodo dentro de un mismo encapsulado.  Si la tensión de entrada varía, la cantidad de luz también lo hará; lo que significa que la tensión de salida cambia de acuerdo con la tensión de entrada.  La ventaja fundamental, es el aislamiento eléctrico entre los circuitos de entrada y de salida.
  15. 15. Tecnología Electrónica Diodo Zener  Este diodo puede trabajar en la zona de ruptura, no se destruye como un diodo normal.  Si a un diodo Zener se le aplica una corriente eléctrica de ánodo a cátodo se comporta como como un diodo normal.  Si se le suministra una corriente inversa, el diodo sólo dejará pasar un voltaje dado (dependiendo de las especificaciones del Zener). N P cátodo ánodo ID VD 0.7V Región Directa Región Inversa -Vz Corriente Inversa Tensión Umbral IMAX
  16. 16. Tecnología Electrónica Diodo Zener (continuación…)  En polarización directa se comporta como un diodo normal; se analiza solo la polarización inversa (en 3ª aproximación):  En polarización inversa: VZ RD 1D ZS D RR VV I    ID VD 0.7V VZ
  17. 17. Tecnología Electrónica Diodo Zener (continuación…)  Ejercicio 2:  Calcular IZ y VZ para el siguiente circuito. Hacer el cálculo para V1 igual a 3V, 1V y -4V.
  18. 18. Esta presentación está sujeta a la licencia de Reconocimiento de Creative Commons mediante la cual se permite la copia, la distribución, la comunicación pública y la generación de obras derivadas sin ninguna limitación siempre que se cite al autor y se mantenga el aviso de la licencia. © 2014, Jonathan Ruiz de Garibay Algunos derechos reservados

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