Tema 02.-
“Componentes Electronicos Activos: EL DIODO”
- ÍNDICE -
4.- DIODO RECTIFICADOR. ................................................................................................. 9 4.1.- Símbolo. .................................................................................................................................................. 9 4.2.- Características. ........................................................................................................................................ 9 4.3.- Aplicación. .............................................................................................................................................. 9 4.4.- Tipos de circuitos Rectificadores. ...................................................................................................... 10 4.5.- Averías en los rectificadores. .............................................................................................................. 11 5.- DIODO LED. (Diodo Emisor de Luz) ............................................................................... 13 5.1.- Símbolo. ................................................................................................................................................ 13 5.2.- Características. ...................................................................................................................................... 13 5.3.- Aplicación. ............................................................................................................................................ 13 6.- FOTODIODO. .................................................................................................................... 15 6.1.- Simbolo. ................................................................................................................................................ 15 6.2.- Caracteristicas. ...................................................................................................................................... 15 6.3.- Aplicación. ............................................................................................................................................ 15 7.- DIODO ZENER. ................................................................................................................ 16 7.1.- Símbolo. ................................................................................................................................................ 16 7.2.- Características. ...................................................................................................................................... 16 7.3.- Aplicación. ............................................................................................................................................ 17 7.4.- Averías. .................................................................................................................................................. 17 a.- Comprobación: .................................................................................................................................... 17 b.- Saber valor............................................................................................................................................ 17
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3.- EL DIODO. .......................................................................................................................... 5 3.1.- Símbolo. .................................................................................................................................................. 5 3.2.- Características. ........................................................................................................................................ 5 3.3.- Funcionamiento. ................................................................................................................................... 6 1.- Polarización Directa.............................................................................................................................. 6 2.- Polarización Inversa.............................................................................................................................. 6 3.4.- Análisis de la hoja CARACTERÍSTICAS de DIODOS. ................................................................ 7 3.5.- Comprobación del estado del diodo con el óhmetro. ...................................................................... 7 3.6.- Tipos de Diodos..................................................................................................................................... 8
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2.- EL SEMICONDUCTOR. .................................................................................................... 3 A.- Semiconductores intrínsecos o puros. .................................................................................................. 3 B.- Semiconductores extrínsecos o dopados. ............................................................................................. 3
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1.- LOS COMPONENTES ELECTRÓNICOS ACTIVOS. .................................................... 2
TEMA 02.- Componentes Electrónicos Activos.
2.- Sobre los diodos: a.- ¿Cuáles son las sus patillas? b.- Enumera los tipos de diodos. c.- Enumera las configuraciones de los diodos. 3.- Sobre los transistores: a.- ¿Cuáles son las sus patillas? b.- Enumera los tipos de transistores. 4.- ¿De qué componente integrado habla el video? 5.- ¿Qué tipo de roturas puede tener los componentes electrónicos? Explícalas. https://youtu.be/DXDt4mbIgPo
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Actividad.- Componentes electrónicos Activos. Observa el video sobre los Componentes Electrónicos Activos y responde: 1.- En electrónica: ¿Qué indica el tamaño?
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Los componentes electrónicos Pasivos son componentes capaces de generar, modificar o amplificar la señal eléctrica. Están basados en los materiales semiconductores. Pueden ser: a.- Componentes individuales: b.- Componentes integrados: - Diodo. - Amplificadores operacionales. - Transistor. - Microprocesadores. - Tiristor. - Triac. - Mosfet.
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1.- LOS COMPONENTES ELECTRÓNICOS ACTIVOS.
2.- EL SEMICONDUCTOR.
Un semiconductor intrínseco o puro es un semiconductor que a temperatura ambiente se convierte como un aislante El nº de electrones = al nº huecos. Ejemplo: El silicio o el germanio En un semiconductor intrínseco al aumentar la temperatura hace que se libere rápidamente un electrón que deja un hueco y así sucesivamente. Los átomos se unen formando estructuras cristalinas.
B.- Semiconductores extrínsecos o dopados. Para conseguir en el Silicio y en el Germanio una mayor conductividad se le añade (Dopa) otros materiales de carácter pentavalente (5 e-) o trivalente (3 e-) para conseguir aumentar el número de electrones libres Semiconductor tipo N o de huecos Semiconductor tipo P.
Los semiconductores tipo P y tipo N carecen de utilidad práctica por separado por lo que se juntan formando una unión PN. En la zona P hay más huecos que electrones y en la zona N más electrones que huecos. Prof: Roberto Lajas
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A.- Semiconductores intrínsecos o puros.
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- Semiconductores: es un material aislante que puede comportarse como un conductor si se le suministra una pequeña cantidad de energía (un pequeño voltaje). Para la fabricación de semiconductores electrónicos se usan principalmente el germanio (Ge) y el silicio (Si) que tienen 4 electrones de Valencia (última capa). En la actualidad, los semiconductores han permitido la revolución de la electrónica, las telecomunicaciones, la informática, etc. Esto es así debido a las importantísimas ventajas que ofrecen (reducido tamaño, pequeño consumo, bajo precio y gran potencia de trabajo)
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Los materiales pueden ser: - Aislantes: No conducen la electricidad. - Conductores: Conducen la electricidad.
2.- ¿Qué es un enlace covalente? 3.- ¿De que 2 maneras hacemos que el silicio se convierta de aislante a conductor? 4.- ¿Que es el dopaje? 5.- Al dopar el silicio con Boro, que se mueven ¿los electrones o los huecos? 6.- ¿Que es un semiconductor intrínseco? 7.- ¿Cómo se llama un semiconductor dopado con electrones? 8.- ¿Qué es un semiconductor tipo P?
https://youtu.be/fFVU7-kfPe8
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Actividad. - Semiconductores. Observa el video sobre ¿Qué es un semiconductor? - una explicación sencilla y responde: 1.- ¿Cuál es el material que más se utiliza para crear los semiconductores? ¿Dónde se encuentra?
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La tensión mínima que hay que aplicar en los extremos de la unión PN para que conduzca debe ser de 0,7 V para el Silicio y de 0,3 V para el Germanio.
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En la zona de unión se crea una barrera de potencial y, para que un electrón libre salte de una zona a otra de la unión, tiene que sobrepasar dicha barrera.
3.- EL DIODO.
El diodo tiene 2 terminales: 1.- Ánodo: es el terminal positivo (+). 2.- Cátodo: es el terminal negativo (-). *Gráfica V-I. El diodo en polarización directa conduce a partir de la tensión umbral: - En Silicio 0,7 V. - En Germanio 0,3 V.
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*Terminales. El diodo es un semiconductor electrónico que deja pasar la corriente eléctrica en un solo sentido solamente cuando esta polarizado en directa (la intensidad va del polo + al -)
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3.2.- Características.
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3.1.- Símbolo.
3.3.- Funcionamiento. 1.- Polarización Directa.
2.- Polarización Inversa.
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Cuando el diodo esta polarizado negativamente, es decir, la intensidad va del Cátodo (-) al Ánodo (+). El diodo equivale a un interruptor abierto.
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Esquema de montaje.
Actividad. Los Diodos. Observa el video sobre los Diodos y responde: 1.- ¿De que esta hecho un diodo? 2.- Explica cómo es físicamente un diodo. 3.- ¿Qué son los portadores positivos de carga? 4.- Indica la polaridad de diodo y su nombre. 5.- Indica el sentido de movimiento de la corriente dentro del diodo. 6.- ¿Que corriente circula del cátodo al ánodo? 7.- Enumera 4 aplicaciones de los diodos. https://youtu.be/UxCtnTLKAh0 Prof: Roberto Lajas
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Cuando el diodo esta polarizado positivamente, es decir, la intensidad va del Ánodo (+) al Cátodo (-). El diodo equivale a un interruptor cerrado.
3.4.- Análisis de la hoja CARACTERÍSTICAS de DIODOS. Al entrar en la web: http://www.datasheetcatalog.com/ Podemos encontrar las características más importantes de todos los compontes.
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OTRAS CARACTERISTICAS. 4.- Tensión máxima e intensidades máximas en directa.
3.5.- Comprobación del estado del diodo con el óhmetro. Caso 1.- Terminal + en el ánodo. Terminal – en el cátodo. Polarización DIRECTA Conduce (señal acústica) Caso 2.- Terminal - en el ánodo. Terminal + en el cátodo. Polarización INVERSA NO Conduce (no suena)
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Para el diodo es importante conocer: 1.- Modelos equivalentes de la hoja de características. 2.- Aspecto físico. 3.- Encapsulado (TO, SOT, SMB, etc)
Actividad.- Medir diodos. Observa el video sobre Como medir diodos con el polímetro diodos averiados y responde: 1.- ¿En qué escala tendremos que poner le polímetro para medir el diodo? 2.- ¿Qué valor de resistencia debe de dar polarizado en directa?
https://youtu.be/8gcd9pz4pV0
Actividad.- Trucos de oficio: comprobación de diodos. Observa el video sobre Trucos de oficio: comprobación de diodos y responde: 1.- ¿Qué valores da el diodo para que el técnico del video suponga que está averiado? 2.- ¿Cuál es el truco de oficio que explica para realizar la medida correctamente? 3.- ¿Cuáles son las medidas que da el diodo al realizar las medidas con una patilla desconecta del circuito? ¿Funciona correctamente el diodo con esas medidas? 4.- ¿A que es debido ese fallo que nos daba al principio en la medida del diodo? 5.- ¿Cómo uniremos de nuevo la patilla del diodo al circuito? 6.- ¿Qué otro componente mide en el video? https://youtu.be/Rks6LeHjz7w
3.6.- Tipos de Diodos A.- Diodo Rectificador. B.- Diodo Led. (Diodo Emisor de Luz) C.- Fotodiodo. D.- Diodo Zener.
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4.- ¿Qué averías tienen los polímetros que se muestran en el video? ¿Qué valores da?
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3.- ¿Qué valor de resistencia debe de dar polarizado en inversa?
4.- DIODO RECTIFICADOR.
2.- El diodo en polarización inversa No Conduce. (El diodo equivale a un interruptor abierto)
4.3.- Aplicación. Diodo rectificador se utiliza junto a otros componentes en: - Fuentes de alimentación, cargadores, etc. para convertir corriente alterna (red de distribución 230 V) en corriente continua (alimentación 12 V). - Para protección contra inversiones de polaridad. - Como Rectificadores de tensión.
Actividad. Diodo para protección contra inversiones de polaridad. Observa el video sobre los Diodos. Puente Rectificador y responde: 1.- ¿Qué sucede si en el circuito Serie del video formado por una Fuente de alimentación un circuito integrado (regulador de tensión) una resistencia y un LED, se invierte la polaridad de la alimentación? 2.- ¿Cómo soluciona el problema de fundir algún componente del circuito al invertir la polaridad? 3.- ¿Qué pasa en el LED al polarizar el diodo en directa? ¿Y en inversa? 4.- ¿Que sucede al colocar el diodo rectificador? ¿Cómo se llama usar diodos de esta forma en los circuitos? 5.- En la tabla de características del diodo: a.- Di el nombre de los diodos equivalentes. b.- Con que palabras en inglés aparece la caída de tensión? 6.- ¿Cuáles serán los valores de la tensión de alimentación y el valor de la intensidad máxima de un diodo 1N4004 para que el luzca el LED del circuito del video? https://youtu.be/zgTqmL1G7G8
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Como características de los diodos rectificadores podemos decir: 1.- El diodo en polarización directa Conduce (El diodo equivale a un interruptor cerrado)
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4.2.- Características.
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4.1.- Símbolo.
4.4.- Tipos de circuitos Rectificadores.
B.- Rectificador Monofásico de ONDA COMPLETA EN PUENTE. Este rectificador está compuesto por 4 diodos formando el llamado puente rectificador.
Puente de diodos individuales.
Puente de diodos encapsulado
Durante el funcionamiento, siempre conducen dos diodos mientras que los otros dos se encuentran en corte como se ve en la gráfica:
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Si a la entrada del circuito se introduce una señal senoidal, a la salida se obtendrá solamente los semiciclos positivos ya que el diodo conduce cuando el Ánodo es positivo que el Cátodo el Diodo estará en conducción en caso contrario el Diodo estará en corte y no conduce.
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El montaje de los diodos como rectificadores son: A.- Rectificación Monofásico de MEDIA ONDA. Este rectificador de Media Onda está formado por un diodo como se ve en el circuito de la figura.
4.5.- Averías en los rectificadores. Las posibles averías en los puentes de diodos son: *1 diodo quemado.- Rectifica solo 1 semiciclo. *Tiene más de 1 diodo quemado dependiendo de los diodos que rectifique un solo semiciclo o ninguno. Comprobación: -Con un osciloscopio viendo las señales de salida. -Con un polímetro viendo si conduce o no cada diodo.
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En el SEMICICLO NEGATIVO D1 y D3 conducen, y los diodos D2 y D4 están en corte. Ver animación (así funcionan los diodos): http://www.asifunciona.com/fisica/af_diodos/af_diodos_8.htm
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En el PRIMER SEMICICLO conducen los diodos D2 y D4, mientras que los diodos D1 y D3 se encuentran en corte, como se indica en la figura:
Actividad.- Rectificador de onda completa en puente. 1.- ¿Por qué la configuración del rectificador en puente de diodos que usa 4 diodos es más barata que la configuración en onda completa con toma intermedia que solo usa 2 diodos si hacen los mismo? ¿Cuál configuración es la más usada?
4.- ¿Qué indican todas las referencias del siguiente puente de diodos encapsulado? 5.- ¿Como puede saber las características de un puente de diodos de la marca Fagor?
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6.- ¿Cómo puedo comprobar si funciona correctamente el puente de diodos?
https://youtu.be/90VYDVg6aNM
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3.- En un puente de diodos encapsulado que solo marca el terminal + como sabré cuales son los otros terminales?
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2.- Enumera las averías que pueden existir en el puente rectificador.
5.- DIODO LED. (Diodo Emisor de Luz) 5.1.- Símbolo.
El diodo LED (Diodo Emisor de Luz) tiene la propiedad de iluminarse cuando circula corriente a través de él, es decir, cuando esta polarizado directamente emite luz. Se fabrican de diferentes colores con diferentes valores de tensión.
5.3.- Aplicación. Los diodos LED se suele utilizar como indicador de que un circuito está activo, aunque cada día le aparecen nuevos usos (TV, pantallas móviles, semáforos, linternas,…). EJERCICIO. Queremos alimentar un diodo led de color amarillo estándar a partir de una pila de 12V. Calcular el valor de la resistencia a colocar para que no se queme.
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5.2.- Características.
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El cátodo (K) polaridad negativa se identifica por: -La patilla de conexión más corta. -Pletina más grande en el interior. -Un corte en la esquina (biselado). -Con el polímetro.
Cálculo de la Resistencia de protección de un LED. TEST MOODLE
https://youtu.be/QFQpWI79Rdc
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https://youtu.be/Y324Y55lm2E
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Actividad. Diodo Led. TEST MOODLE.
6.- FOTODIODO.
Una variante especial de los fotodiodos es el fotodiodo infrarrojo que posee un filtro que le permite aceptar unicamente señales infrarrojas.
6.3.- Aplicación. Una aplicación del fotodiodo es el del encendido de las luces de las calles.
Al iluminar el fotodiodo, el amperimetro empezara a marcar intensidad por el circuito
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El fotodiodo es un diodo sensible a la luz, tanto visible como infrarroja, que se polariza inversamente para que su funcionamiento sea correcto.
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6.2.- Caracteristicas.
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6.1.- Simbolo.
7.- DIODO ZENER.
El diodo Zener funciona igual que un diodo normal en polarización directa pero además conduce en polarización inversa.
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La gráfica característica es la de la imagen.
El diodo Zener trabaja en polarización directa a partir de la tensión umbral. En polarización inversa trabaja a partir de la tensión Zener característica de cada diodo.
Actividad. Zener (Test Moodle) Observa el video sobre EL DIODO ZENER y realiza el test:
https://youtu.be/4eAUuXRJxKc
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7.2.- Características.
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7.1.- Símbolo.
7.3.- Aplicación.
https://youtu.be/_xq-p35rxIk
7.4.- Averías. Para comprobar si funciona correctamente un diodo zener podemos hacerlo de 2 formas:
a.- Comprobación: Funciona igual que un diodo -Directa conduce 0,6 Ω -Inversa no conduce infinito.
b.- Saber valor. *Mirar la Referencia en el Zener o datasheet. *Montar circuito: FA serie con R de 1K y Zener y después ver si conduce en inversa y ver su tensión
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https://youtu.be/HIc-zLfRLRQ
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Actividad. Aplicaciones Zener. Observa el video sobre el DIODO ZENER. APLICACIONES BASICAS y responde: 1.- Dibuja el diagrama de bloques de un cargador de batería de teléfono usando un regulador de voltaje mediante Zener. 2.- Dibuja el circuito usando componentes electrónicos.
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El diodo zener se usa en circuitos como: 1.- Regulador de voltaje. Ej.: Fuente de Alimentación. 2.- Protección. Ej.: Eliminar picos en la alimentación a circuitos digitales. 3.- Tensión de referencia. Ej: Alimentación de Circuitos integrados. 4.- Modificar señales. Ej.: Recortadores de señales senodales. 5.- Estabilizador de tensión. Ej.: Fuente de Alimentación.
https://youtu.be/QflGN2QicnY
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Actividad. Comprobación de un zener. 1.- Observa el video sobre las COMPROBACIONES DE UN ZENER. 2.- Realiza la comprobación de un Diodo Zener.