Diodos (electronica)

DIODO ZENER FUNDAMENTO TEORICO El diodo Zener es un tipo especial de diodo que diferencia del funcionamiento de los diodos comunes, como el diodo rectificador (en donde se aprovechan sus características de polarización directa y polarización inversa) el diodo Zener siempre se utiliza en polarización inversa, en donde la corriente desea circular en contra de la flecha que representa el mismo diodo.

En este caso analizaremos tomar en cuenta que cuando este se polariza en modo inverso si existe una corriente que circula en sentido contrario a la flecha del diodo, pero de muy poco valor.

Analizando la curva del diodo Zener vemos que en el lugar donde se marca como región operativa, la corriente (Iz, en la línea vertical inferior) puede variar en un amplio margen, de pero el voltaje (Vz) cambia muy poco. Se mantiene aproximadamente en 5.6V (para un diodo Zener de 5.6V) La principal aplicación que se le da al diodo Zener es la de regulador de voltaje, el cual mantiene un voltaje fijo predeterminado a su salida, sin importar si varia el voltaje en la fuente de alimentación y sin importar si varia el voltaje en la fuente de alimentación y sin importar como varíe la carga que se desea alimentar con este regulador.

Tres son las características que diferencian a los diversos diodos Zener entre sí: a) Tensiones de polarización inversa, conocida como tensión Zener.- Es la tensión que el Zener va a mantener constante.

b) Corriente mínima de funcionamiento.- Si la corriente a través del Zener es menor, no hay seguridad en que el Zener mantenga constante la tensión en sus extremos a la carga. c) Potencia máxima de disipación. Puesto que la tensión es constante, nos indica el máximo valor de la corriente que puede soportar el Zener.

DIODO RECTIFICADOR El diodo es un dispositivo electrónico, el más sencillo de los semiconductores, también desempeña un rol muy importante en los sistemas electrónicos. Sus características tienen mucha similitud a las de un interruptor, se desempeña en una gran variedad de aplicaciones, que van desde las más sencillas a las más complejas.

Símbolo:

Forma real:

El Diodo se puede hacer funcionar de dos maneras muy diferentes:  Polarización directa: Sucede cuando la corriente que circula por el diodo sigue el camino de la flecha (la del diodo), ósea del ánodo al cátodo .En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad , de esta forma el diodo se comporta como un interruptor cerrado .

 Polarización inversa: Es cuando la corriente en el diodo desea circular en sentido opuesto a la flecha (la flecha del diodo), ósea del cátodo al ánodo, En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta como un interruptor abierto.

Hoja de especificaciones del diodo: Los datos que casi siempre aparecen en cualquier hoja de especificación de datos son los siguientes:  El máximo voltaje en sentido directo Vf (max.)  La máxima corriente en sentido directo If (max.)  La máxima corriente inversa Ir (max.) Estos tres datos a temperatura y corriente especificadas.  El valor nominal de voltaje inverso VPI o PRV. Aplicaciones del diodo: Los diodos tienen muchas aplicaciones, pero una de las más comunes es el proceso de conversión de corriente alterna (C.A)a corriente continua (C.C).En este último caso se usa el diodo como rectificador.

Dependiendo de las características de la alimentación en corriente alterna que emplea el circuito rectificador, se los clasifica en monofásicos, cuando están alimentados por una fase de la red eléctrica o trifásica cuando se alimentan por tres fases.

Atendiendo al tipo de rectificación , pueden ser de media onda ,cuando solo se utiliza uno de los semiciclos de la corriente , o de onda completa , donde ambos semiciclos son aprovechados .El tipo más básico es el rectificador monofásico de media onda , constituido por un único diodo entre la fuente de alimentación interna y la carga .

CIRCUITOS RECTIFICADORES DE ONDA COMPLETA Un rectificador de onda completa convierte la totalidad de la forma de onda de entrada en una polaridad constante (positiva o negativa) en la salida, mediante la inversión de las porciones (semiciclos) negativas (o positivas) para producir una forma de onda enteramente positiva o negativa.

Existen dos tipos de rectificadores de onda completa :El rectificador de onda con toma central y el rectificador de onda tipo puente .La diferencia entre los dos tipos de circuitos rectificadores , se basa en que el tipo puente utiliza todo el voltaje del secundario del transformador , mientras que el circuito rectificador con trasformador con toma central , la tensión de salida depende de la mitad de tensión del secundario .El rectificador tipo puente se puede trabajar con 04 diodos o también se puede usar el dispositivo integrado (bridge).

Rectificador de onda completa con toma central: Ambos diodos no pueden encontrarse polarizados simultáneamente en directa o en inversa, ya que las diferencias de potencial a las que

están sometidos son de signo contrario, por tanto uno se encontrara polarizado inversamente y el otro directamente .La tensión de entrada (Vi) es, en este caso, la media de la tensión del secundario del transformador.

Por ejemplo cuando el diodo 1 se encuentra en polarización directa (este conduce), mientras que el diodo 2 se encuentra en polarización inversa (no conduce).La tensión de salida es igual a la tensión de entrada, hay que tener en cuenta que los diodos en posición directa conducen altos valores de corriente, mientras que en posición inversa soporta altas tensiones.

Rectificador de onda completa tipo puente: Se utiliza 4 diodos en vez de dos, este diseño elimina la necesidad de la conexión intermedia del secundario del transformador .Así obtenemos la misma onda de salida VL que en el caso anterior.

La diferencia más importante es que la tensión inversa que tienen que soportar los diodos es la mitad de la que tienen que soportar los diodos en un rectificador de onda completa con dos diodos, con lo que se reduce el coste del circuito.

Diodo led Es un tipo especial de diodo, que trabaja como un diodo común, pero al ser atravesado por la corriente eléctrica, emite luz. Existen diodos LED de varios colores que dependen del material con el cual fueron construidos. Hay de color rojo, verde, ámbar, infrarrojo, entre otros.

ESTRUCTURA: SIMBOLO:

COMPOCICION: Eléctricamente el diodo LED se comporta igual que un diodo de silicio o germanio. Si pasa una corriente a través del diodo semiconductor y dependiendo de la magnitud de la misma.

Hay recombinaciones de los portadores de carga (electrones y huecos). Hay

un tipo de recombinaciones que se llaman recombinaciones radiantes (aquí la emisión de luz). La relación entre recombinaciones radiantes y el total de recombinaciones depende del material semiconductor utilizado (GaAs y GaP). Dependiendo del material del que está hecho el LED, será la emisión de la longitud de onda y por ende de color- los Diodos LED tienen enormes ventajas sobre las lámparas indicadoras comunes como el bajo consumo de energía, su mantenimiento casi nulo y con una vida aproximada de 100000 horas.

Teoría de bandas: En un átomo aislado los electrones pueden ocupar determinados niveles energéticos pero cuando los átomos se unen para formar un cristal, las interacciones entre ellos modifican su energía, de tal manera que cada nivel inicial se desdobla en numerosos niveles, que constituyen una banda, existiendo entre ellas huecos, llamados bandas energéticas prohibidas, que sólo pueden salvar los electrones en caso de que se les comunique la energía suficiente.

En los aislantes la banda inferior menos energética (banda de valencia) está completa con los e- más internos de los átomos, pero la superior (banda de conducción) está vacía y separada por una banda prohibida muy ancha (~ 10 eV), imposible de atravesar por un e-. En el caso de los conductores las bandas de conducción y de valencia se encuentran superpuestas, por lo que cualquier aporte de energía es suficiente para producir un desplazamiento de los electrones.

Entre ambos casos se encuentran los semiconductores, cuya estructura de

bandas es muy semejante a los aislantes, pero con la diferencia de que la anchura de la banda prohibida es bastante pequeña. Los semiconductores son, por lo tanto, aislantes en condiciones normales, pero una elevación de temperatura proporciona la suficiente energía a los electrones para que, saltando la banda prohibida, pasen a la de conducción, dejando en la banda de valencia el hueco correspondiente.

En el caso de los diodos Led los electrones consiguen saltar fuera de la estructura en forma de radiación que percibimos como luz (fotones).

Criterios de elección: 1) Dimensiones y color del diodo: Actualmente los Leds tienen diferentes tamaños, formas y colores. Tenemos Leds redondos, cuadrados, rectangulares, triangulares y con diversas formas.

Los colores básicos son rojo, verde y azul, aunque podemos encontrarlos naranjas, amarillos incluso hay un Led de luz blanca.

Las dimensiones en los Led redondos son 3mm, 5mm, 10mm y uno gigante de 20mm. Los de formas poliédricas suelen tener unas dimensiones aproximadas de 5x5mm.

2) Ángulo de vista: Esta característica es importante, pues de ella depende el modo de observación del Led, es decir, el empleo práctico de aparato realizado.

Cuando el Led es puntual la emisión de luz sigue la ley de Lambert, permite tener un ángulo de vista relativamente grande y el punto luminoso se ve bajo todos los ángulos.

3) Luminosidad: La intensidad luminosa en el eje y el brillo están intensamente relacionados. Tanto si el Led es puntual o difusor, el brillo es proporcional a la superficie de emisión.

Si el Led es puntual, el punto será más brillante, al ser una superficie demasiado pequeña. En uno difusor la intensidad en el eje es superior al modelo puntual.

4) Consumo: El consumo depende mucho del tipo de Led que elijamos.

VENTAJAS DEL DIODO LED:

 Consumen menos energía que las lámparas convencionales. Las bombillas normales emiten luz pero también calor. El calor es energía que perdemos (lo que queremos es luz no calor). Bien pues los leds también pierden en forma de calor energía pero en cantidades mucho menores. Esto hace que casi toda la energía que consuman se utilice en dar luz y no calor, con el consiguiente ahorro.  El 80% de la energía que consume un led se transforma en luz sin embargo las bombillas convencionales solo transforman el 20% de lo que consumen en luz, todo lo demás se vuelve calor.  El tiempo de duración es mucho mayor. Mientras que una bombilla normal cuenta con una vida útil de unas 5.000 horas la vida útil de un LED es superior a las 100.000 horas de luz, estamos hablando de 11 años de continua emisión lumínica.

DESVENTAJAS DEL LED:  Las desventajas del diodo LED son que su potencia de iluminación es tan baja, que su luz es invisible bajo una fuente de luz brillante y que su ángulo de visibilidad está entre los 30° y 60°. Este último problema se corrige con cubiertas difusores de luz.

INTEGRANTES: Daniela Auccahuallpa Chacca Angie Dominguez Alvarez Jefersson Barrantes Leon