1.
EL DIODOPED 2002-03 3.1

2.
DIODOS • Símbolo. Polarización • Tipos de diodos • Curva característica • Aproximaciones lineales del diodo rectificador • Aproximaciones lineales del diodo Zener • Resolución de circuitos con diodos • AplicacionesPED 2002-03 3.2

3.
Características. Símbolo • Diodo semiconductor: union PN. Referencia: diodos de silicio (Si) • Elemento biterminal. Terminales diferentes. Ánodo + – Cátodo Polarización directa Polarización inversa + – + – I I + – – + E EPED 2002-03 3.3

4.
Tipos de diodos Diodo rectificador • En P.D. conduce corriente. En P.I. no conduce. Diodo LED • En P.D. conduce corriente y emite luz. • En P.I. no conduce corriente y no emite luz. Fotodiodo • Opuesto al anterior. En P.I. absorbe luz detectada y conduce corriente Diodo Zener •PED 2002-03 3.4

5.
Curva característica corriente/tensión Diodo rectificador • Relación exponencial ID ID ID I.P. D.P. + VD – VD 0,7 V • P.I. corriente de saturación (pocos nA)   qVD       I D = IS ⋅  e  KT  −1 • P.D. tensión umbral • P.I.: ruptura    PED 2002-03 3.5

6.
Curva característica corriente/tensión Diodo Zener • Peculiaridad en P.I: superada Vz, “ruptura Zener” ID conduce corriente sentido inverso I.P. D.P. ID ID −V Z VD + VD – 0,7 VPED 2002-03 3.6

7.
Aproximaciones lineales del diodo rectificador Primera aproximación: diodo ideal • P.D. conduce como un cortocircuito • P.I. no conduce • Aproximación más alejada ID I.P. D.P. VDPED 2002-03 3.7

8.
ID ID A B + VD – ID Ecuación Condición D. P. : A B VD = 0 ID ≥ 0 + VD = 0 – ID = 0 I. P. : A B ID = 0 VD ≤0 + VD –PED 2002-03 3.8

9.
Aproximaciones lineales del diodo rectificador Segunda aproximación (más frecuente) • P.D. conduce a partir de 0,7V • P.I. no conduce • Tiene en cuenta la tensión umbral ID I.P. D.P. VD 0,7 VPED 2002-03 3.9

10.
ID ID A B + VD – Ecuación Condición ID 0,7 V ID D. P. : A +– B VD = 0,7 V ID ≥ 0 + VD = 0,7 V – ID = 0 ID = 0 VD ≤0, 7 V I. P. : A B + VD –PED 2002-03 3.10

11.
Aproximaciones lineales del diodo rectificador Tercera • P.D. conduce a partir de 0,7V, pero la tensión aumenta si la corriente aumenta • P.I. no conduce ID I.P. D.P. VD 0,7 VPED 2002-03 3.11

12.
ID ID A B + VD – Ecuación Condición ID 0,7 V r D. P. : A +– B VD = 0,7 + rID ID ≥ 0 + – ( r = 0,5 Ω - 1 Ω) V D = 0, 7 + rID r resistencia interna ID = 0 I. P. : A B ID = 0 VD ≤ 0, 7 V + VD –PED 2002-03 3.12

13.
Aproximaciones lineales del diodo Zener • Sólo una aproximación (se pueden hacer más) • Similar a la 2ª aprox. del diodo rectificador • En P.D. se comporta igual, también a partir de 7V • En P.I. al llegar a la tensión Zener, conduce corriente en sentido contrario ID I.P. D.P. −V Z región normal VD 0,7 V región ZenerPED 2002-03 3.13

14.
ID ID IZ IZ A B + VD – – VZ + ID 0,7 V Ecuación Condición D. P. : A + – B VD = 0,7 V ID ≥ 0 ≡ IZ ≤ 0 + VD = 0,7 V – I. P. : ID = 0 ID = 0 −VZ ≤VD ≤0,7 V región normal: A B VZ parámetro conocido + VD – IZ VZ IZ región Zener: A –+ B VD = −VZ IZ ≥ 0 ≡ ID ≤ 0 + VD = −VZ –PED 2002-03 3.14

15.
Resolución gráfica de circuitos con diodos • Punto de operación del diodo • Recta de carga ID RTh A + I.P. D.P. ETh + ID VD – – VD 0,7 V B ETh = RTh I D + VD ETh 1 ID = − ⋅ VD RTh RThPED 2002-03 3.15

16.
Resolución gráfica de circuitos con diodos • Intersección: punto de operación del diodo ID ETh RTh Punto de operación (VQ ,IQ ) IQ Q VD VQ EThPED 2002-03 3.16

17.
Una aplicación del diodo: el rectificador • Generador de tensión continua o fuente de alimentación Transformador Fuente de alimentación Rectificador Regulador 6V Filtro 220 V 5V 50 Hz 50 HzPED 2002-03 3.17

18.
1. Transformador Transformador + + señal de señal de c.a. c.a. vE vS más pequeña – –PED 2002-03 3.18

19.
2.a Rectificador de media onda Rectificador c.a. + + (positiva y vE vS c. pseudocontinua negativa) vS ≥ 0 – – Entrada D Salida + + vE RL Rectificador vS = vR – –PED 2002-03 3.19

20.
1.- VE> 0 → i > 0 0 ≤ t ≤ T/2 D + i + vE ≥ 0 RL vS =vE ≥ 0 – – 2.- VE < 0 → i < 0 T/2≤ t ≤ T D + – + vE ≤ 0 >0 i = 0 RL vS =0 – + –PED 2002-03 3.20

21.
vE T t T 2 vS tPED 2002-03 3.21

22.
2.b Rectificador de onda completa: primera opción DA + vEA = vE vEA – RL – – v + vEB = −vE vEB S + DBPED 2002-03 3.22

23.
+ + v EA DA RL vS – – – v EB DB +PED 2002-03 3.23

24.
1.- VEA> 0 y VEB < 0 DA + vEA + RL vS – – 2.- VEA< 0 y VEB > 0 + RL vS – – vEB + DBPED 2002-03 3.24

25.
vE T vEA vEB t vS tPED 2002-03 3.25

26.
3. Filtro Entrada D Filtro Salida + Rectificador + vE vS = vR C – –PED 2002-03 3.26

27.
• Filtro con rectificador de media onda vS t T 5T 4 vE 4 vE = vC vE = vC • Filtro con rectificador de onda completa vS t T 3T 4 4 vEA vEB vEB = vC vEA = vCPED 2002-03 3.27

28.
4. Regulador Regulador Entrada D Salida + + vE RL vS = vR C – – • Regulador con rectificador de media onda vS Vmin V Z tPED 2002-03 3.28

29.
• Regulador con rectificador de onda completa vS Vmin VZ tPED 2002-03 3.29