Unidad I.- Diodos.Universidad Tecnológica de Xicotepec De Juárez.

T. S. U. en Mantenimiento Área Industrial y Petróleo

Ing. Luis Antonio Bonilla Jiménez

Unidad I.- Diodos.Objetivo: El alumno construirá fuentes de

tensión reguladas, mediante el empleo de diodos rectificadores y reguladores de tensión, para mantener en operación los equipos industriales.

Temas: Diodos Rectificadores Rectificación. Diodos especiales (Zener y Led) Fuentes de Tensión de CD

¿Que es un diodo?Dispositivo cuya conductividad es

menor a la de un conductor y mayor a la de un aislante (semiconductor) se caracteriza por el echo de permitir el paso de la corriente en un solo sentido debido a eso se utiliza como rectificador de corriente.

Símbolo e imagen física del diodo.

La característica mas común de un diodo es que al ser un semiconductor solo conduce la corriente en un solo sentido, se puede comparar con una válvula de retención o antirremoto.

SemiconductoresLos mejores conductores son: plata, cobre y

oro ya tienen 1 electrón de valencia, mientras que los mejores aislantes poseen 8 electrones de valencia.

Un semiconductor es un elemento con propiedades eléctricas entre las de un conductor y las de un aislante, es decir los mejores semiconductores tienen 4 electrones de valencia.

Silicio y GermanioEl germanio tiene 4 electrones de valencia, muchos

años atrás era el único material adecuado para la fabricación de semiconductores, sin embargo tenían el gran problema que tenia excesiva corriente inversa.

El silicio es el elemento mas abundante en la tierra después del oxigeno, después de resolver la ventajas de este elemento se convirtió inmediatamente en el semiconductor a elegir, dejando obsoleto al germanio, ya que sin él, la electrónica moderna, las comunicaciones y los ordenadores serían imposible.

Cristales de silicioCuando los átomos de sillico se combinan

para formar un sólido, lo hacen en una estructura ordenada llamada “cristal”, cada átomo de sillico comparte sus electrones con los átomos de silicio vecinos, de tal manera que tiene 8 electrones en el orbital de valencia.

Unión PN.Un diodo de estado solido se forma cuando se

unen 2 piezas de cristal semiconductor compuestas por átomos de silicio puro.

Ambas piezas pasan por un proceso llamado “dopado” que es añadir a cada una “impurezas” procedentes de los átomos de elementos semiconductores también diferentes.

Al “semiconductor dopado” se le llama semiconductor extrínseco.

Al termino del proceso se obtiene una pieza de cristal de silicio positiva (P) con faltante de electrones en su estructura atómica (lo que produce aparición de huecos)

Y otra pureza negativa (N) con exceso de electrones.

Semiconductor tipo n con mucho electrones libres.

Semiconductor tipo p con muchos “huecos”

Concepto de “hueco” en el cristal de silicio.

La unión de estos materiales es la frontera donde se juntan las regiones tipo n y p, por lo que esta estructura se llama también diodo unión.

La palabra diodo es una contracción de la expresión “dos electrodos”, donde di significa dos.

Polarización del diodo.

Curva característica del diodo.

Comprobación de diodos:

Los diodos se comprueban con el multímetro, utilizando la escala R x 1 o, si el modelo lo posee, la posición de la escala que tiene el símbolo del diodo.

En el primer caso, el multímetro (analógico o digital), en directa debe mostrar un valor de resistencia bajo (entre 20 y 500 ohms, depende del diodo), y en inversa un valor tendiendo a infinito.

En caso de que la lectura en directa muestre un valor demasiado bajo o infinito, el diodo se encuentra dañado. Si la lectura en inversa tiene poca resistencia, indica que tiene fugas y necesita ser cambiado por uno bueno.

Diferentes encapsulados de diodos.En dependencia de la tensión o voltaje que

soportan, la intensidad de la corriente de trabajo, la función específica que tendrán asignada dentro de un circuito electrónico y la potencia que disipan en watt, los diodos se comercializan con diferentes tipos de encapsulados. Además, un diodo específico puede tener tamaño y características de trabajo diferentes, así como diferente forma de encapsulado.

Aplicación de los diodosLa aplicación mas completa de los diodos es que

convierte la corriente alterna en corriente directa.

Como sabemos todos los aparatos electrónicos que existen el día de hoy requieren de corriente directa, tal es el caso como de:

Pantallas Celulares

Equipos de sonido Computadoras

Horno de microondas, etc.

Hoja de características de los diodos.Tensión inversa de ruptura Del diodo 1N4001, un diodo rectificador

empleado en fuentes de alimentación (circuitos que convierten una tensión alterna en una tensión continua).

La serie de diodos del 1N4001 al 1N4007 son siete diodos que tienen las mismas características con polarización directa, pero en polarización inversa sus características son distintas.

Corriente máxima con polarización directa

Caída de tensión con polarización directa

Practica 1.- Polarización del diodo.Objetivo: el alumno utilizara un diodo común para comprobar los tipos de polarización.

Material:Fuente de cd de 5V1 resistencia de 330 ohms2 diodos 1N40074 led´s diferentes colores.ProtoboardCable de redMultimetro

Polarización directa Polarización inversa