U.N.M.S.MFacultad de Ing. Electrnica, Elctrica y
Telecomunicaciones
Apellidos y NombresMatricula
Acosta Bravo Roxana Cruz Cceres Alvaro Padilla Lirio Amado Ros
Palomino Branco 14190114 14190151 1419 13190244
CursoTema
Dispositivos ElectrnicosCARACTERSTICAS BSICAS DEL DIODO
SEMICONDUCTOR (Silicio y Germanio)
InformeFechasNota
FinalRealizacinEntrega
Numero28-01-1504-02-15
3
GrupoProfesor
2 / Mircoles 11-2pmIng. Luis Paretto Q.
CONTENIDO DE INFORME FINAL:
I. OBJETIVOSII. INTRODUCCIN TERICAIII. MATERIAL Y EQUIPO
UTILIZADOIV. PROCEDIMIENTOV. DATOS OBTENIDOS-INTERPRETACINVI.
CUESTIONARIO FINAL. DESARROLLOVII. CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
CARACTERSTICAS BSICAS DEL DIODO SEMICONDUCTOR (Silicio y
Germanio)I. OBJETIVOS.-
Utilizar las caractersticas de operacin de los diodos
semiconductores.
II. INTRODUCCIN TERICA.-
Un diodo es un elemento de dos terminales cuya caracterstica
tensin-corriente no es lineal. Est formado por un cristal
semiconductor dopado de tal manera que una mitad es tipo "p" y la
otra "n", constituyendo una unin pn. La terminal que corresponde
con la parte "p" se llama nodo y el que coincide con la "n" es el
ctodo. El diodo est compuesto por un cristal de silicio o de
germanio dopado, es decir, al que se le han incluido impurezas. El
dopado del silicio (o del germanio) se realiza para variar sus
propiedades de semiconductor. Los tomos de estos semiconductores
tienen cuatro electrones sueltos en su capa de valencia, lo cual
les confiere sus cualidades semiconductoras, al unirse estos tomos
de silicio o germanio por enlace covalente, quedan con la
configuracin electrnica de gas noble, es decir con ocho electrones
de valencia en su ltima capa. Cuando dopamos estos cristales con
tomos de ms de cuatro electrones de valencia, quedan electrones
sueltos de la capa de valencia al crear enlaces covalentes y cuando
dopamos estos cristales con tomos de menos de cuatro electrones en
su capa de valencia quedan huecos al crear estos enlaces
covalentes.
Lado P y lado N del diodo. Al lado del diodo dopado con tomos
trivalentes (con tres electrones en su capa de valencia) se le
llama lado P (positivo). Al silicio dopado con tomos pentavalentes
se le llama semiconductor de tipo N (negativo). El semiconductor de
tipo P tiene ms huecos aceptores de electrones que electrones
libres, por lo que se dice que los huecos son los portadores
mayoritarios y el semiconductor de tipo N tiene ms electrones
libres que huecos, por lo que estos son los portadores mayoritarios
y los huecos los portadores minoritarios.
Comprobacin de un diodo. Conectando la punta de prueba positiva
del Multmetro (en escala de Ohmios) en el extremo P del diodo y la
negra en el extremo N, la resistencia debe de ser pequea, si
colocamos la punta roja en el extremo N y la sonda negra en el
extremo P, la resistencia debe de ser infinita.
Diodo rectificador. El diodo ms antiguo y utilizado es el diodo
rectificador que conduce en un sentido, pero se opone a la
circulacin de corriente en el sentido opuesto. Las caractersticas
de su funcionamiento estn definidas por una curva denominada curva
caracterstica del diodo rectificador. - Polarizacin inversa de un
diodo. Se conecta una batera a los extremos del diodo, de manera la
terminal negativa se una al nodo y la positiva al ctodo. Se observa
que a travs del diodo fluye una pequea corriente, denominada de
fugas o corriente inversa de saturacin del diodo. Esta corriente es
muy pequea, pero aumenta con la temperatura, por lo tanto la
resistencia inversa del diodo disminuye con la temperatura. Esta
corriente es independiente de la tensin aplicada, siempre que est
sea menor a una valor denominado tensin de ruptura. A partir de
esta tensin la corriente aumenta rpidamente con pequeos incrementos
de tensin. - Polarizacin directa de un diodo. Si se conecta la
fuente de tensin al diodo de forma que el potencial negativo este
unido al ctodo y el positivo al nodo se dice que el diodo est en
polarizacin directa. Al aplicar est tensin el diodo conduce. -
Tensin de codo. De partida o umbral. Es la tensin, en polarizacin
directa, por debajo de la cual la corriente es muy pequea (menos
del 1% del mximo valor nominal). Por encima de esta tensin la
corriente sube rpidamente. Esta tensin es de 0,2-0,3 V en los
diodos de germanio y de 0,6-0,7 V en los de silicio. - Resistencia
interna. Cuando el diodo trabaja en la zona de polarizacin directa,
con pequeas variaciones de tensin la corriente aumenta rpidamente,
lo nico que se opone al paso de la corriente es la resistencia de
las zonas "p" y "n". A la suma de estas resistencias se le llama
resistencia interna del diodo, rB = rp + rn. El valor de esta
resistencia depende del nivel de dopado y del tamao de las zonas
"p" y "n". Normalmente la resistencia de los diodos rectificadores
es menor de 1 ohmio.
Aproximaciones del diodo rectificador. - Primera aproximacin: el
diodo ideal. Es la aproximacin ms muy til para la deteccin de
averas. Esta aproximacin consiste en suponer que en la zona directa
el diodo se comporta como un conductor perfecto, resistencia nula y
en la zona inversa como un aisla tensin es muy elevada y la
corriente muy pequea el diodo real se comporta como un diodo ideal.
- Segunda aproximacin. En esta aproximacin se tiene en cuenta la
tensin de codo. Cuando menor es la tensin aplicada mayor es el
error que se introduce con el modelo ideal, por lo cual este puede
ser til. - Tercera aproximacin. Se tiene en cuenta la resistencia
interna del diodo, rB, adems de la tensin de codo. Una vez que el
diodo entra en conduccin se consi aumenta linealmente con la
corriente.
Especificaciones de un diodo rectificador. -Tensin inversa de
ruptura: La tensin inversa de ruptura es la mxima tensin en sentido
inverso que puede soportar un diodo sin entrar en conduccin; esta
tensin para un diodo rectificador es destructiva, por ello cuando
se disea un circuito siempre se utiliza un factor de seguridad que
no est determinado, sino que depende del diseador, as por ejemplo,
si la hoja de caractersticas de un diodo expresa un valor para la
tensin inversa de ruptura de 80 V, un diseador muy conservador
puede utilizar un factor de seguridad de 2. El diodo no soportar,
en ningn caso, tensiones inversas superiores a 40 V. - Corriente
mxima de polarizacin directa: Es el valor medio de corriente para
el cual el diodo se quema debido a una excesiva disipacin de
potencia. Este valor nunca se debe alcanzar, por ello, al igual que
en el caso de la tensin inversa de ruptura se utiliza en diseo un
factor de seguridad que suele ser 2. Este valor est expresado en la
hoja de caractersticas del diodo referido a alimentacin monofsica,
carga resistiva, 50 o 60 Hz y a 75 C de temperatura. - Cada de
tensin con polarizacin directa: Esta medida se realiza con una seal
alterna y se obtiene la cada de tensin con polarizacin directa,
para un valor determinado de corriente y una temperatura de 25 C. -
Corriente inversa mxima: Es la corriente con polarizacin inversa
para una tensin continua determinada que viene indicada en la hoja
de caractersticas del diodo. El valor de la corriente inversa se da
para diferentes temperaturas.
III. MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO.-
Una fuente de corriente continua variable. Un voltmetro de
corriente continua. Un miliampermetro y un micro ampermetro. Un
diodo semiconductor de Si y uno de Ge. Cables y conectores. Un
multmetro. Resistencia de 100 .
MICROAMPERIMETRO:MARCA:YOKOGAWAMODELO:205101SERIE:85BA0022SENSIBILIDAD:
1/30 /v
MULTIMETRO ANALOGICO:MARCA:FLUKEMODELO:175SERIE:79730220
VOLTIMETRO:MARCA: YOKOGAWAMODELO:
2001139SERIE:602299500106SENSIBILIDAD:1000 /v
MILIAMPERIMETRO:MARCA:YOKOGAWAMODELO:205103SERIE:85BA0030SENSIBILIDAD:
/v
IV. PROCEDIMIENTO.-
1. Usando el ohmmetro, medir las resistencias directa e inversa
del diodo. Registrar los datos en la tabla 1.2. Armar el circuito
de la figura 1.a. Ajustando el voltaje con el potencimetro,
observar y medir la corriente y el voltaje directo del diodo,
registrar sus datos en la tabla 2. (Usar miliampermetro).b.
Invertir el diodo verificando al mismo tiempo la polaridad de los
instrumentos, proceder como en (a), registrando los datos en la
tabla 3. (Uso del micro ampermetro).
3. Usando el ohmmetro, medir las resistencias directa e inversa
del diodo de germanio. Registrar los datos en la tabla 4.4. Repetir
el circuito de la figura 1 para el diodo de Germanio, de manera
similar al paso 2; proceder a llenar las tablas 5 y 6.
V. DATOS OBTENIDOS.-
Tabla 1. (Si).
R directa()R inversa()
564 >= 60M
Tabla 2
Vcc(V)0.4240.4720.5380.6280.740.8861.1781.1491.7221.9482.2072.76
Id(mA)0.10.20.40.81.62.55.08.010.012.015.020.0
Vd(v)0.4040.4300.4570.4870.5180.5400.5730.5960.6060.6150.6260.64
Tabla 3
Vcc(V)0.02.04.06.08.010.012.015.020.0
Vd(v)0.0081.994.05.998.09.9912.015.020.0
Id(mA)000000000
Tabla 5
Vcc(V)0.1610.2140.2940.4030.5140.7241.0861.4661.7472.0292.3472.969
Id(mA)0.10.20.40.81.62.55.08.010.012.015.020.0
Vd(v)0.1410.1740.2120.260.3220.3750.4830.5820.6390.6920.7570.868
Tabla 6
Vcc(V)0.01.02.04.06.08.010.012.015.018.020.0
Vd(v)0.0080.9881.9803.9655.9497.949.9111.8814.8117.6619.59
Id(mA)022.7545.98.7512.518.128.54049.9
VI. CUESTIONARIO FINAL.-
1) Construir el grfico Id = F (Vd) con los datos de las Tablas 2
y 3. (Si).Calcular la resistencia dinmica del diodo.
*0.26 *0.135*0.075*0.03875 *0.0244 *0.0132
*7.66x10-3 *5x10-3 *4.5x10-3 *3.66x10-3 *2.8x10-3
2) Construir el grfico Id = F (Vd) con los datos de las Tablas 5
y 6. (Ge).Calcular la resistencia dinmica del diodo.
*0.33 *0.19*0.12 *0.0775 *0.0588 *0.0432 *0.033 *0.0285 *0.0265
*0.025 *0.020
3) Interpretar los datos obtenidos en las tablas.En la tabla 1,
se observa que la resistencia interna del diodo de silicio es
pequea cuando es en directa (564) en comparacin que cuando est en
inversa (su resistencia es mucho mayor que 60 M ).Entonces
concluimos que le diodo de germanio en directa su resistencia es
pequea en comparacin que cuando est en inversa.Los datos obtenidos
de la tabla 2 y 3 los llevamos a una grfica y se observa que cuando
esta polarizado inversamente prcticamente no hay corriente y cuando
esta polarizado directamente la corriente es alta. Pequeas
variaciones de voltaje originan un incremento de la corriente es
decir surge una avalancha. Para este caso empieza a partir de
0.4047 a 0.640 voltios. En la tabla 5 medimos la resistencia del
diodo de germanio y tambin la resistencia directa es menor en
comparacin a la inversa pero en este caso sus valores no son muy
grandes como los de silicio ya que en el silicio su resistencia
inversa era superior a 60M y en el de germanio llegaba a 59.6K
.Comparando el silicio y el germanio se puede decir que es mucho
mejor usar el diodo de silicio por las caractersticas ya
observadas.
4) Explicar los controles de operacin de la fuente DC
utilizada.CARACTERSTICAS DE LA FUENTE DC Marca y modelo: BK
Precision Power Supply 1630 Cdigo: 462256460027 Ao: 2005
Alimentacin: 110-120 AC volts. Salida regulada: De 0 a 30
volts.CONTROLES Botn de encendido:Este botn se encuentra en la
parte inferior derecha; sirve para poner en funcionamiento la
fuente DC, tambin sirve para apagarla. Ajuste de voltaje en
continua:Para la regulacin de voltaje que entrega la fuente se
puede lograr mediante dos perillas: la primera (COARSE) nos da un
ajuste grueso que nos permitir acercarnos al valor que necesitamos,
el segundo (FINE) nos permite hacer un ajuste fino para obtener as
con precisin el voltaje requerido. Ajuste de corriente:Para el
ajuste de corriente se puede lograr por una perilla, que se
encuentra debajo de las perillas con que ajustamos el voltaje y
encima del botn de encendido, en este caso no utilizaremos este
ajuste, solo dejamos el puntito de la perilla hacia arriba.
Indicador de voltaje:Es un voltmetro incorporado en la fuente que
mediante el movimiento de una aguja nos permite ver la tensin
suministrada por la fuente. Indicador de corriente:Es un ampermetro
incorporado en la fuente que nos dir cuanta corriente est
suministrando la fuente. Bornes de salida:La tensin suministrada
por la fuente se entrega al circuito externo a travs de estos
bornes que son tres de diferentes colores de las cuales no usaremos
el borne verde que es de referencia o tierra, pero si usaremos el
borne positivo de color rojo y el borne negativo de color
negro.
VII. CONCLUSIONES.-
Los diodos conducen en directa, y no inversa (si conducen en
inversa, pero su corriente es muy pequea, casi imperceptible). La
resistencia del diodo en directa es pequea en comparacin cuando est
en inversa. Se observ que el diodo de silicio tiene mejores
caractersticas que el de germanio. Se comprob que cuando el diodo
de Silicio esta polarizado inversamente prcticamente no hay
corriente y cuando esta polarizado directamente la corriente es
alta.
RECOMENDACIONES.-Qu diodo debo usar?Los diodos de germanio se
utilizan mejor en circuitos elctricos de baja potencia. Las
polarizaciones de voltaje ms bajas resultan en prdidas de potencia
ms pequeas, lo que permite que el circuito sea ms
eficienteelctricamente. Los diodos de germanio tambin son
apropiados para circuitos de precisin, en donde las fluctuaciones
de tensin deben mantenerse a un mnimo. Sin embargo, los diodos de
germanio se daan ms fcilmente que los diodos de silicio. Los diodos
de silicio son excelentes diodos de propsito general y se pueden
utilizar en casi todos los circuitos elctricos que requieran de un
diodo. Los diodos de silicio son ms duraderos que los diodos de
germanio y son mucho ms fciles de obtener. Mientras que los diodos
de germanio son apropiados para circuitos de precisin, a menos que
exista un requisito especfico para un diodo de germanio, por lo
general es preferible utilizar diodos de silicio cuando se fabrique
un circuito.
U.N.M.S.MFacultad de Ing. Electrnica, Elctrica y
Telecomunicaciones
Apellidos y NombresMatricula
Acosta Bravo Roxana Cruz Cceres Alvaro Padilla Lirio Amado Ros
Palomino Branco 14190114 14190151 1419 13190244
CursoTema
Dispositivos ElectrnicosEL DIODO ZENER. CARACTERSTICAS
BSICAS
InformeFechasNota
FinalRealizacinEntrega
Numero28-01-1504-02-15
4
GrupoProfesor
2 / Mircoles 11-2pmIng. Luis Paretto Q.
CONTENIDO DE INFORME FINAL:
I. OBJETIVOSII. INTRODUCCIN TERICAIII. MATERIAL Y EQUIPO
UTILIZADOIV. PROCEDIMIENTOV. DATOS OBTENIDOS-INTERPRETACINVI.
CUESTIONARIO FINAL. DESARROLLOVII. CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
EL DIODO ZENER. CARACTERSTICAS BSICASI. OBJETIVOS.-
Verificar experimentalmente las caractersticas del
funcionamiento del diodo zener.
II. INTRODUCCIN TERICA.-El llamado diodo Zener, cuyas
caractersticas en polarizacin directa son anlogas a las del diodo
de unin estudiado en el experimento anterior, pero que en
polarizacin inversa se comporta de manera distinta (figura 2 b), lo
que le permite tener una serie de aplicaciones que no posea el
anterior.El smbolo circuital semuestraen la figura A y su
caracterstica tensin-corriente en la figura 2.
Cuando el diodo esta polarizado inversamente, una pequea
corriente circula por l, llamada corriente de saturacin IS, esta
corriente permanece relativamente constante mientras aumentamos la
tensin inversa hasta que elvalorde sta alcanza VZ, llamada tensin
Zener (que no es la tensin de ruptura zener), para la cual el diodo
entra en la regin de colapso. La corriente empieza a incrementarse
rpidamente por el efecto avalancha.En esta regin pequeos cambios de
tensin producen grandes cambios de corriente. El diodo zener
mantiene la tensin prcticamente constante entre sus extremos para
un amplio rango de corriente inversa.Obviamente, hay un
drsticocambiode laresistenciaefectiva de la unin PN.
Funcionamiento. EL ZENER COMO COMPONENTEComo ha quedado
expuesto, el diodo zener est ideado para trabajar con polarizacin
inversa, careciendo deinterssu funcionamiento en polarizacin
directa, que es igual al de cualquier diodo semiconductor.La
siguiente figura corresponde a su caracterstica tensin-corriente, y
en ella nos apoyaremos paraestudiarsu funcionamiento.
Cuando el zener est polarizado inversamente con pequeosvaloresde
tensin se alcanza la corriente inversa de saturacin prcticamente
estable y de magnitudes despreciables a efectos prcticos.Si sigue
aumentando la tensin de codo o de giro, donde los aumentos de
corriente son considerables frente a los aumentos de tensin
(aprciese entornoa esta tensin la curvatura de la grfica).
Sobrepasada esta zona a pequeos incrementos de tensin corresponden
aumentos elevados de la corriente Iz.Alcanzada la circunstancia
anterior, nos encontraremos en la regin detrabajoefectivo del
zener. Debemos hacer ciertas consideraciones en este momento.
Aplicacin: Regulador Zener.Una de las aplicaciones ms usuales de
los diodos zener es su utilizacin como reguladores de tensin. La
figura 4 muestra el circuito de un diodo usado como regulador
Este circuito se disea de tal forma que el diodo zener opere en
la regin de ruptura, aproximndose as a una fuente ideal de tensin.
El diodo zener est en paralelo con una resistencia de carga RL y se
encarga de mantener constante la tensin entre los extremos de la
resistencia de carga (Vout=VZ), dentro de unoslmitesrequeridos en
el diseo, a pesar de los cambios que se puedan producir en la
fuente de tensin VAA, y en la corriente de carga IL.Analicemos a
continuacin el funcionamiento del circuito.Consideremos primero la
operacin del circuito cuando la fuente de tensin proporciona un
valor VAA constante pero la corriente de carga varia. Las
corrientes IL = VZ/RL e IZ estn ligadas a travs de la ecuacin:
Por lo tanto, si VAA y VZ permanecen constantes, VR debe de
serlo tambin (VR = IT R). De esta forma la corriente total IT queda
fijada a pesar de las variaciones de la corriente de carga. Esto
lleva a la conclusin de que si IL aumenta, IZ disminuye y viceversa
(debido a la ecuacin (1)). En consecuencia VZ no permanecer
absolutamente constante, variar muy poco debido a los cambios de IZ
que se producen para compensar los cambios de IL.Si ahora lo que
permanece constante es la corriente de carga y la fuente de tensin
VAA vara, un aumento de sta produce un aumento de IT y IZ por tanto
de pues IL permanece constante, y lo contrario si se produjera una
disminucin de VAA. Tendramos lo mismo que antes, una tensin de
salida prcticamente constante, las pequeas variaciones se
produciran por las variaciones de IZ para compensar las variaciones
de VAA.
Diseo del Regulador ZenerEs importante conocer el intervalo de
variacin de la tensin deentrada(VAA) y de la corriente de carga
(IL) para disear el circuito regulador de manera apropiada. La
resistencia R debe ser escogida de tal forma que el diodo
permanezca en el modo de tensin constante sobre el intervalo
completo devariables.La ecuacin del nodo para el circuito de la
figura 4 nos dice que:
Para asegurar que el diodo permanezca en la regin de tensin
constante (ruptura), se examinan los dos extremos de las
condiciones de entrada salida: 1.La corriente a travs del diodo IZ
es mnima cuando la corriente de carga IL es mxima y la fuente de
tensin VAA es mnima. 2.La corriente a travs del diodo IZ es mxima
cuando la corriente de carga IL es mnima y la fuente de tensin VAA
es mximaCuando estas caractersticas de los dos extremos se insertan
en la ecuacin (3), se encuentra:
En un problema prctico, es razonable suponer que se conoce el
intervalo de tensiones de entrada, el intervalo de corriente de
salida y el valor de la tensin zener deseada. La ecuacin (6)
representa por tanto una ecuacin con dos incgnitas, las corrientes
zener mxima y mnima. Se encuentra una segunda ecuacin examinando la
figura 5. Para evitar la porcin no constante de la curva
caracterstica una regla prctica que constituye un criterio de diseo
aceptable es escoger la mxima corriente zener 10 veces mayor que la
mnima, es decir:
Resolviendo entonces para la mxima corriente zener, se
obtiene:
Caractersticas del regulador de voltaje con diodoZenerEl diodo
Zener se puede utilizar para regular una fuente de voltaje. Este
semiconductor se fabrica en una ampliavariedad de voltajesy
potencias quevan desde menos de 2 voltios hasta varios cientos de
voltios, y la potencia que pueden disipar va desde 0.25 watts
hasta50 watts o ms.La potencia que disipa un diodo Zener es
simplemente la multiplicacin del voltaje para el que fue fabricado
por la corriente que circulapor l, esdecir:
Pz = Vzx Iz
Donde:- Iz = Corriente que pasa por el diodo Zener- Pz =
Potencia del diodo zener (dato del fabricante)- Vz = Voltaje del
diodo zener (dato del fabricante)
III. MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO.-
Una fuente de corriente continua variable. Un voltmetro de
corriente continua. Un miliampermetro. Un diodo zener. Cables y
conectores. Un multmetro. Resistencias : 100 , 330 ,4.7K .
MULTIMETRO ANALOGICO:MARCA:FLUKEMODELO:175SERIE:79730220
VOLTIMETRO:MARCA: YOKOGAWAMODELO:
2001139SERIE:602299500106SENSIBILIDAD:1000 /v
MILIAMPERIMETRO:MARCA:YOKOGAWAMODELO:205103SERIE:85BA0030SENSIBILIDAD:
/v
IV. PROCEDIMIENTO.-
1. Usando el ohmmetro, medir las resistencias directa e inversa
del diodo. Registrar los datos en la tabla 1.2. Armar el circuito
de la figura .a. Consultar con el profesor, aumentar lentamente el
voltaje a fin de observar y medir los datos registrados por los
instrumentos. La tabla 2 se confeccionara tomando como base el
voltaje nominal de diodo zener.
b. Invertir el diodo a fin de verificar la polarizacin directa,
confeccionando la Tabla 3.3. Armar el circuito de la figura.a.
Aumenta lentamente el voltaje aplicado, observado y los valores que
registran los instrumentos.
V. DATOS OBTENIDOS.- Tabla 1
R directa()R inversa()
38 6.47K
Tabla 2
Vcc(v.)66.026.066.16.246.386.66.987.27.47.88.18
Vz
(v.)66.0126.0166.0186.0216.0236.0286.046.0506.0546.0596.08
Iz(mA.)0.10.20.51.02.03.05.08.010.012.015.020.0
Con cargaSin carga
VAA (V.)VZ (V.)IZ (mA.)It(mA.)VZ (V.)IZ (mA.)It (mA.)
6.56.0290.011.756.1750.70.75
7.06.1780.7826.1851.981.75
7.56.1912.63.36.1933.33.2
8.06.1983.454.756.24.654.65
Tabla 3
Vcc(v.)0.650.7180.780.84511.101.251.61.822.53.05
Vz (v.)0.6250.6580.680.70.710.730.750.760.7690.780.820.9
Iz(mA.)0.10.20.51.02.03.05.08.010.012.015.020.0
VI. CUESTIONARIO FINAL.-
1) Usando los datos de las tablas 2 y 3, construir la curva
caracterstica del diodo Zener, identificar el codo Zener y tambin
la corriente nominal.
CURVAS CARACTERSTICAS DEL DIODO
Codo de Zener: Se encuentra en el punto de 0.73 V. ya que a
partir de ah se va a conducir mucho el diodo en directa.Corriente
nominal: Est dada por: Iz = Pz / VzIz = 0.2542 W / 6.2 VIz = 41
mA
2) Usando los datos de las tablas 2 y 3, determinar las
resistencias dinmicas de Zener y de polarizacin directa,
respectivas.
TABLA 2
Vcc (v.)66.026.066.16.246.386.66.987.27.47.88.18
Vz
(v.)66.0126.0166.0186.0216.0236.0286.046.0506.0546.0596.08
Iz (mA.)0.10.20.51.02.03.05.08.010.012.015.020.0
Hallando la resistencia dinmica:Para a:
= 4.2x10-3Para b:
Para c:
Para d:
Para e:
Para f:
Para g:
Para h:
Para i:
Para j:
Para k:
TABLA 3
Vcc(v.)0.650.7180.780.84511.101.251.61.822.53.05
Vz (v.)0.6250.6580.680.70.710.730.750.760.7690.780.820.9
Iz(mA.)0.10.20.51.02.03.05.08.010.012.015.020.0
Hallando la resistencia dinmica:Para a:
Para b:
Para c:
Para d:
Para e:
Para f:
Para g:
Para h:
Para i:
Para j:
Para k:
3) Verificar el porcentaje de regulacin usando los resultados de
la tabla 4, haga sus comentarios al respecto.
Con cargaSin carga
VAA (V.)VZ (V.)IZ (mA.)It(mA.)VZ (V.)IZ (mA.)It (mA.)
6.56.0290.011.756.1750.70.75
7.06.1780.7826.1851.981.75
7.56.1912.63.36.1933.33.2
8.06.1983.454.756.24.654.65
% Regulacin = V sin carga V plena carga x (100%) V plena
carga
* Para Vaa = 6.5v % Regulacin = 6.175 6.029 x (100%) 6.029 %
Regulacin = 2.421 %
* Para Vaa = 7.0v % Regulacin = 6.185 6.178 x (100%) 6.178 %
Regulacin = 0.11 %
* Para Vaa = 7.5v % Regulacin = 6.193 6.191 x (100%) 6.191 %
Regulacin = 0.0323 %
* Para Vaa = 8v % Regulacin = 6.2 6.198 x (100%) 6.198 %
Regulacin = 0.0322 %
Comentario: El diodo Zener es un tipo especial de diodo
preparado para trabajar en la zona inversa. Cuando se alcanza la
denominada tensin Zener en polarizacin inversa, ante un aumento de
la corriente a travs del diodo, ste mantiene la tensin constante
entre sus terminales dentro de ciertos mrgenes. Si la corriente es
muy pequea la tensin empezar a disminuir, pero si es excesiva puede
destruir el diodo.Esta propiedad hace que el diodo Zener sea
utilizado como regulador de tensin en las fuentes de
alimentacin.
VII. CONCLUSIONES.-
El Diodo Zener, al igual que un Diodo Rectificador, conduce en
directa. A diferencia del Diodo Rectificador visto en el
experimento anterior, el Diodo Zener est diseado para funcionar
mejor en la regin inversa (con polarizacin en inversa). El Zener se
comporta como un circuito abierto cuando esta polarizado en
inversa, hasta que la tensin en sus terminales supera la tensin
caracterstica del zener, en ese instante la tensin en sus
terminales es aproximadamente constante y es igual a la tensin
caracterstica del Zener determinada por el fabricante. Un diodo
Zener puede ser representado en un circuito elctrico como una
resistencia muy pequea, conectada en serie con una fuente de
tensin, la cual tiene como valor el mismo valor que la tensin
caracterstica del Zener.RECOMENDACIONES.-Al encontraremos en la
regin detrabajoefectivo del zener. Debemos hacer ciertas
consideraciones en este momento. 1.Se ha deasegurarque en rgimen
detrabajo, el diodo sea atravesado como mnimo por una corriente
inversa Iz expresada por el fabricante para excluir la regin de
giro del funcionamiento normal. 2.No se debe sobrepasar en ningn
caso Iz mx. para asegurar la supervivencia del componente. 3.Estos
dos valores de Iz llevan asociados un par de valores de tensin, Vz
; aproximadamente el valor medio de ellos representa la tensin
nominal del zener Vz nomSe suele expresar en las caractersticas un
porcentaje detoleranciasobre la tensin nominal. 4.
Lapotenciadisipada en cada momento, Pz vendr expresada por
elproductode los valores instantneos de Vz e Iz 5.Los valoresde Iz
min e Iz mx. con sus valores de Vz asociados representan la regin
de trabajoEn estos momentos estamos en condiciones de asegurar que
en la regin de trabajo, el zener es capaz de mantener en sus
extremos una tensin considerablemente estable.El zener como
regulador de tensin:En muchas circunstancias la tensin aplicada a
una carga puede sufrir variaciones indeseables que alteren el
funcionamiento normal de la misma. Estas variaciones generalmente
vienen provocadas por: 1.Una variacin de la resistencia de carga,
que lleva emparejada una variacin de la intensidad de carga. 2.
Variaciones de la propia fuente dealimentacin. 3.Por ambas causas.
Caracterizacin del ZenerEl diodo zener viene caracterizado por:1.
Tensin Zener Vz.2. Rango de tolerancia de Vz. (Tolerancia: C: 5%)3.
Mxima corriente Zener en polarizacin inversa Iz.
