Aplicaciones con diodos semiconductores
Fundamento teórico
El diodo deja circular corriente a travéz suyo cuando se conecta el polo positivo de la batería al ánodo, y el negativo al cátodo, y se opone al paso de la misma si se realiza la conexión opuesta. Esta interesante propiedad puede utilizarse para realizar la conversión de corriente alterna en continuidad, a este procedimiento se le denomina rectificación.
Un diodo semiconductor moderno está hecho de cristal semiconductor como el silicio con impurezas en él para crear una región que contenga portadores de carga negativa (electrones), llamada semiconductora de tipo n, y una región en el otro lado que contenga portadores de carga positiva(huecos), llamada semiconductores tipo p.Las terminales del diodo se unen a cada región. El límite dentro del cristal de estas dos regiones, llamado una unión PN, es donde la importancia del diodo toma su lugar. El cristal conduce una corriente de electrones del lado n (llamado cátodo), pero no en la direccipon opuesta; es decir, cuando una corriente convencional fluye del ánodo al cátodo (opuesto al flujo de los electrones).
Dentro del amplio conjunto de modelos y tipos diferentes de diodos semiconductores que actualmente existe en el mercado, se puede realizar una clasificación de forma que queden agrupados dos en varias familias, teniendo en cuenta aquellas características más destacadas y que, de hecho, son las que determinan sus aplicaciones. De esta forma se pueden encontrar las siguientes:
- Diodos rectificadores de toda la gama de potencias, con encapsulados individuales o en puente.
- Diodos de señal de uso general.
- Diodos estabilizadores de tensión
- Diodos especiales
Reconocimiento físico
Para el desarrollo de los siguiente experimentos es necesario tener el conocimiento acerca de los dispositivos con los que vamos a trabajar, para ello veremos algunas características físicas de los diodos semiconductores.
Diodo rectificador:
La simbología de un diodo rectificador se muestra en la figura 2.1, el cual presenta dos terminales, terminal positivo también conocido como ánodo y un terminal negativo conocido como cátodo.
Los diodos rectificadores se presentan en diferentes formas fisicas, a continuación se muestran algunos de ellos:
Diodo led
La simbología de un diodo led, cual presenta dos terminales, terminal positivo también conocido como ánodo y un terminal negativo conocido como cátodo.
Asimismo encontramos el diodo led en su forma fisica, tal como se muestra en la siguiente imagen:
Diodo conmutador
El símbolo del diodo conmutador tiene una similitud con el diodo rectificador. A continuación se muestra el diodo conmutador en su forma física indicando el nombre de los terminales:
Diodo zener
A continuación se muestra la forma física del diodo zener indicado el nombre de los terminales:
Estado de los diodos:
Es necesario comprobar el estado de los diodos, ya que esto representa un factor importante en el diseño e implementación de circuitos electrónicos; para comprobar la funcionalidad de cada uno de los diodos utilizaremos un multímetro y completaremos la siguiente tabla:
TIPO DE DIODO RECTIFICADOR LED ZENER Código 1N4007 ROJO 1N4733 Prueba Directa 0.684 V 1.75V O.L Prueba indirecta O.L O.L 0.754 V
Aplicaciones básicas:
- Circuito rectificador
Para el desarrollo de esta parte del laboratorio es necesaria la implementación del siguiente circuito.
De lo cual con la ayuda de un multímetro pasaremos a rellenar el cuadro siguiente:
Tensión en la fuente Tensión en la resistencia R1 Tensión en el diodo D1 Corriente en el circuito 10V 9.304V 695.354mV 28.184.mA - ¿Cómo esta polarizado el diodo?Esta polarizado Directamente
- ¿Cómo se comportaSe comporta como un interrumpido cerrado
Al invertir la polarizadad del diodo tenemos los siguientes resultados
Tensión en la fuente Tensión en la resistencia R1 Tensión en el diodo D1 Corriente en el circuito 10V 7.458 uV 10V 23.247.nA - ¿Cómo esta polarizado el diodo?Esta polarizado Inversamente
- ¿Cómo se comportaSe comporta como un interrumpido abierto
Continuando, implementaremos el siguiente circuito, con lo cual completaremos la tabl que se muestra a continuación:
Tensión en la fuente Tensión en la resistencia R1 Tensión en el diodo LED Corriente en el circuito 5V 3.142 V 1.857V 3.017mA ¿Cómo esta polarizado el diodo LED y que se observa?
Esta polarizado Directamente, se puede apreciar que el diodo led se ilumina, esto debido al voltaje y corriente necesario para su funcionamiento.Al invertir la polaridad del diodo tenemos los siguientes resultados:
Tensión en la fuente Tensión en la resistencia R1 Tensión en el diodo LED Corriente en el circuito 5V 5.2 mV 5V 5.1 nA ¿Cómo esta polarizado el diodo LED y que se observa?
Esta polarizado Inversamente, se puede apreciar que el diodo led permanece en su estado inicial (apagado), esto debido que la corriente que circula en el circuito es muy baja (casi '0'), lo que no permite que el diodo led se encienda.