DIODOS RECTIFICADORES
EL DIODO SEMICONDUCTOR EL DIODO RECTIFICADOR ES UN DISPOSITIVO SEMICONDUCTOR DE ESTADO SÓLIDO QUE TIENE LA PROPIEDAD DE CONDUCIR CORRIENTE EN UNA SOLA DIRECCIÓN, ESTO ES CUANDO EL ÁNODO ES POLARIZADO POSITIVAMENTE CON RESPECTO AL CÁTODO.
EL DIODO SEMICONDUCTOR
DIODO DE MEDIANA POTENCIA (MONTADO EN PERNO)
TIPOS DE DIODOS DIODO DE POTENCIA (DISCO DE HOCKEY)
DIODOS PARA CIRCUITO IMPRESO
DIODO DE MEDIANA POTENCIA MONTAJE EN PERNO
DIODO PARA TECNOLOGÍA SMD
DIODO DE POTENCIA MONTAJE EN PERNO
DIODO DE POTENCIA (DISCO DE HOCKEY)
DIODO DE POTENCIA ( EN PACK)
SÍMBOLO DEL DIODO Y SU ESPECIFICACIÓN TÉCNICA
ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DE UN DIODO: Código del fabricante o Corriente / PIV Ejemplo:
Un diodo 1N4007 Un diodo de 1 Amperio/1000 Voltios
ALESSANDRO VOLTA ; ITALIA 1745 - 1827
SĂmbolo del Diodo y encapsulado
El Anodo es abreviado como A El CĂĄtodo es abreviado como K
Diodos El diodo es un dispositivo de dos terminales
Un diodo ideal conduce en una sola direcci贸n
TIPO DE ENCAPSULADO DE DIODOS La línea indica el cátodo
TIPO DE ENCAPSULADO DE DIODOS
BAJA POTENCIA TERMINAL AXIAL
MEDIANA POTENCIA MONTAJE EN PERNO
ALTA POTENCIA DISCO DE HOCKEY
Materiales Semiconductores Los materiales comunmente usado en los dispositivos semiconductores son:
• • •
Silicio (Si) Germanio (Ge) Arseniuro de Galio (GaAs)
Dopaje Las características del Silicio y Germanio son mejoradas agregando materiales en un proceso llamado Dopaje. Esto origina dos tipos de materiales semiconductores.
Tipo N Tipo P
• Los materiales tipo N se forman dopando al Silicio con átomos pentavalentes como el Antimonio, Arsénico o Fósforo. El material tipo N contienen un exceso de electrones . . Los materiales tipo P se forman dopando al Silicio con átomos trivalentes como el Boro, Galio o el Indio. El material tipo P contienen un exceso de huecos .
ESTRUCTURA CRISTALINA DE UN SEMICONDUCTOR
Los รกtomos de los materiales semiconductores forman una red cristalina uniforme
Los cuatro electrones de la capa exterior del silicio se llaman electrones de valencia. No hay electrones libres como en los conductores.
EFECTO DE LA TEMPERATURA (ENERGÍA TÉRMICA )EN EL CRISTAL DE SILICIO
Al calentar el cristal de silicio se rompen los enlaces y aparecen electrones libres. El lugar dejado por un electrón se llama hueco,
DOPADO O CONTAMINACIÓN DEL SILICIO
Introducimos átomos de arsénico ( pentavalente ) y hay un electrón de más. Se ha formado el silicio tipo N
Introducimos átomos de indio ( trivalente ) y falta un electrón, se ha formado un hueco y se ha obtenido el silicio tipo P.
PROCESO DE DIFUSIĂ“N
Al unirse el silicio N con el P, los electrones del N se combinan con los huecos del P , dando lugar a una zona exenta de portadores.
Esta zona sin portadores se llama barrera de potencial y vale entre 0,5 V a 0,8 V.
POLARIZACION DE LA JUNTURA PN
Si se aplica tensi贸n + al silicio N y negativa al silicio P (polarizaci贸n Inversa) la barrera de potencial se ensancha y no hay flujo de portadores.
Si se aplica tensi贸n + al silicio P y negativa al silicio N (polarizaci贸n directa), la barrera de potencial se reduce y existe flujo de portadores.
JUNTURA PN Un material de silicio o germanio tipo P se puede unir con otro material tipo N. El resultado es una JUNTURA PN.
ESTRUCTURA DEL DIODO Y SU SÍMBOLO ESQUEMÁTICO
Juntura PN
Contacto metálico y terminales
Ánodo(A)
Estructura básica del diodo
Cátodo(K)
Símbolo esquemático
CONEXIONES EN´POLARIZACIÓN DIRECTA E INVERSA
Polarización directa Polarización inversa EL DIODO CONDUCE CORRIENTE EN UNA SOLA DIRECCIÓN
Condiciones de operación del Diodo Polarización Directa El diodo se comporta, idealmente, como un cortocircuito. Constantes • Diodo de Silicio: VD = 0.7 V • Diodo de Germanio: VD = 0.3 V Análisis ( Para diodo de Silicio ) • VD = 0.7 V (o VD = E si E < 0.7 V) • VR = E – VD • ID = IR = IT = VR / R
ID
IR
Condiciones de operación del Diodo Polarización Inversa El diodo se comporta, idealmente, como un circuito abierto. Análisis • VD = -E • VR = 0 V • ID = 0 A
ID
EN EL SIGUIENTE CIRCUITO :
LA LECTURA DE LOS VOLTÍMETROS ES : V1 = Vo =
10V 9,3 V
V diodo =
0,7 V
EN EL SIGUIENTE CIRCUITO :
LA LECTURA DE LOS VOLTÍMETROS ES : V1 = 10V Vo =
0V
Vdiodo =
10V
CURVA CARACTERÍSTICA DEL DIODO
Polarización directa
Polarización inversa
ECUACION DE BOLTZMANN Kq VT I = Is − 1
Donde: I = Corriente en el diodo (Amperios) Is = Corriente inversa de saturación (Amperios) q = carga del electrón = 1,602 x10−19
Coulombs V = tensión aplicada al diodo (Voltios) K = Constante de Boltzman = 1,38 x10 −23 Wattio-segundo/ºC T = temperatura absoluta en ºK
LUDWING BOLTZMANN ; VIENA 1844 - ITALIA 1906
Curva característica del Diodo Observe las regiones : Sin polarización, polarización directa y polarización inversa. Cuidadosamente observe las escalas para cada una de estas condiciones.
TEÓRICO
REAL PARA EL SILICIO
VERIFICANDO EL ESTADO DE UN DIODO Para verificar el estado de un diodo usando el multímetro digital en la función diodo, debemos recordar que en esta función el multímetro aplica un voltaje determinado a los terminales del diodo bajo prueba. Con el multímetro digital en la función diodo; un diodo en buenas condiciones mostrará aproxidamente 0,7 V o 0.6 V, al estar polarizado directamente. En polarización inversa, el multímetro digital mostrará el voltaje total de prueba o las letras OL o parpadeará. Diodo en polarización directa
Diodo en polarización inversa
Prueba de un Diodo Semiconductor Los multímetros digitales tienen una función para probar diodos . Para probar un diodo, éste debe encontrarse fuera del circuito. Un diodo, en condiciones normales muestra aproximadamente los siguientes niveles de voltajes: • Arseniuro de Galio ≅ 1.2 V • Diodo de Silicio ≅ 0.7 V • Diodo de germanio ≅ 0.3 V
PRUEBA DE UN DIODO USANDO EL MULTIMETRO DIGITAL
TRANSFORMADOR DE ACOPLAMIENTO DE ENTRADA Los Transformadores son usados para cambiar el voltaje y producir aislamiento.. La relaci贸n de vueltas del primario al secundario determina el voltaje de salida con respecto al de entrada. Al no haber conexi贸n directa entre los bobinados primario y secundario, ello evita que los riesgos del primario pasen al circuito secundario.
DIAGRAMA EN BLOQUES DE UN RECTIFICADOR Y UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN CON SU CARGA 220V,60Hz
Voltaje rectificado de media onda
RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA 220V,60Hz
Voltaje filtrado
Voltaje regulado
FUENTE DE ALIMENTACIÓN COMPLETA, CON RECTIFICADOR, FILTRO Y REGULADOR
CIRCUITO DE UN RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA
OPERACIÓN DEL RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA
Durante el semiciclo positivo, el diodo está polarizado directamente y conduce, la tensión en RL es igual a la tensión de entrada.
Durante la alternancia negativa, el diodo está polarizado inversamente, no conduce, por lo tanto la tensión en RL es 0.
Forma de onda del voltaje en RL para tres ciclos de la onda de entrada
OPERACIÓN BÁSICA DE UN RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA CON DERIVACIÓN CENTRAL. OBSERVE QUE LA CORRIENTE EN LA CARGA (RL) CIRCULA EN LA MISMA DIRECCIÓN DURANTE AMBOS SEMICICLOS DE LA ONDA DE ENTRADA, POR LO TANTO EL VOLTAJE DE SALIDA TIENE LA MISMA POLARIDAD
Durante el semiciclo positivo, D1 está polarizado directamente y D2 está polarizado inversamente.
Durante el semiciclo negativo, D1 está polarizado inversamente y D2 está polarizado directamente.
OPERACIÓN DEL RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA
EL DIODO PUENTE DE GRAETZ
SÍMBOLOS ASPECTO FÍSICO
PRUEBA DEL DIODO PUENTE DE GRAETZ
RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA TIPO PUENTE
ORDEN DE CONDUCCIÓN DE LOS DIODOS DURANTE EL SEMICICLO POSITIVO
FORMA DE ONDA DURANTE EL SEMICICLO POSITIVO
ORDEN DE CONDUCCIÓN DE LOS DIODOS DURANTE EL SEMICICLO NEGATIVO
FORMA DE ONDA DE ENTRADA Y DE SALIDA EN UN RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA
APLICACIONES DEL DIODO SEMICONDUCTOR
EL DIODO PUENTE DE GRAETZ
FUENTE DE ALIMENTACIÓN DE 9 VOLTIOS DC
CONSTITUCIÓN INTERNA DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN DE 9 VOLTIOS DC
CIRCUITO ELÉCTRICO BÁSICO
ANDRÉ MARIE AMPÉRE ; FRANCIA 1775 - 1836
DEMOSTRANDO LOS NIVELES DE CORRIENTE POR EFECTO DEL CORTOCIRCUITO
I = V/R
EJEMPLOS DE CORTOCIRCUITOS
DATASHEET DEL DIODO 1N4007
DATASHEET DEL DIODO 1N4007
DATASHEET DEL DIODO 1N4007
USANDO EL DATASHEET DEL DIODO SEMICONDUCTOR 1N4007 DETERMINE LO SIGUIENTE: 1.- LA CORRIENTE DIRECTA QUE PUEDE SOPORTAR EL DIODO EN CONDUCCIÓN. 2.- LA CAÍDA DE TENSIÓN QUE SE PRESENTA ENTRE EL ÁNODO Y EL CÁTODO CUANDO EL DIODO ESTÁ EN CONDUCCIÓN. 3.- EL VALOR DEL PIV QUE PUEDE SOPORTAR CUANDO EL DIODO ESTÁ`POLARIZADO INVERSAMENTE. 4.- EL RANGO DE TEMPERATURA DE OPERACIÓN. 5.- SU RESISTENCIA TÉRMICA. 6.- SU CORRIENTE TRANSITORIA MÁXIMA QUE PUEDE SOPORTAR
TAREAS A REALIZAR HOY DIA
1.- Identificar los terminales de un diodo semiconductor 2.- Prueba de un diodo semiconductor usando el multĂmetro digital.
3.- Diodo polarizado directamente e inversamente
4.- Prueba de un diodo puente de Graetz
5.- Obtener la curva del diodo semiconductor
THE END