Este documento describe diferentes aplicaciones de diodos como rectificadores de media onda y onda completa, recortadores, cambiadores de nivel y diodos zener. Incluye ejemplos y ejercicios para ilustrar el funcionamiento de cada aplicación. Se explican conceptos como rectificación, niveles de tensión continua, polarización directa e inversa de diodos, y cómo estos circuitos pueden modificar las señales de entrada.

1. Ing. Mónica Maritza Patiño Martínez

2. Aplicaciones de los diodos
Rectificación de media Onda
Rectificación de Onda Completa
Recortadores
Cambiadores de nivel
Diodo zener

3. Rectificadores de Media Onda
Los rectificadores de media onda y de onda completa se usan para
transformar una tensión AC en otra DC.

4. Rectificadores de Media

5. Rectificadores de Media

6. Ejemplo
a. Dibuje la salida V0 y determine el nivel DC de la salida.
b. Repita a si el diodo ideal se reemplaza por un diodo de silicio

7. Desarrollo ejemplo
 a. En esta situación el diodo conducirá durante la parte
negativa de la entrada, para el periodo completo el nivel
DC es:

8. Desarrollo ejercicio
b. Al utilizar un diodo de silicio

9. Rectificación de onda completa
 Puente de diodos
Los diodos D1 y D3 son
polarizados en directo en
el semiciclo positivo, los
diodos D2 y D4 son
polarizados en sentido
inverso. Ver que la
corriente atraviesa la
resistencia de carga RL.

10. Semiciclo positivo

11. Semiciclo negativo
El el semiciclo negativo, la polaridad del
transformador es el inverso al caso
anterior y los diodos D1 y D3 son
polarizados en sentido inverso y D2 y D4
en sentido directo. La corriente como en el
caso anterior también pasa por la carga
RL. en el mismo sentido que en el
semiciclo positivo.

12. Rectificación de onda completa
 Dado que el área por encima del eje para un
ciclo completo es ahora el doble de lo
obtenido para un sistema de media onda, el
nivel DC se ha duplicado también, entonces:

13. Ejemplo
Determine la forma de onda de salida y calcule el nivel DC
de salida

14. Desarrollo del ejercicio

15. Recortadores o Limitadores
 Existe Una variedad de circuitos cuya
función es recortar parte de la onda de
entrada a un circuito sin distorsionar la parte
restante, este es el caso de los recortadores.
El rectificador de ½ onda es un ejemplo de la
forma mas simple de un recortador.
 Hay dos tipos de recortadores: serie y
paralelo veamos.

16. Recortadores serie
 Un circuito recortador serie es aquel en el cual
el diodo está en serie con la carga y se pueden
adicionar fuentes de DC para tener efectos
pronunciados en la señal de salida. El circuito
puede ser alimentado con formas de onda
diferentes.
Concluimos entonces que el circuito está actuando como un recortador que
recorta el semiciclo negativo de la señal de entrada dejando pasar hacia Vo solo
los semiciclos positivos de Vi.

17. Recortador serie con fuente
adicional
 En el circuito de la figura vemos que se ha intercalado una
fuente adicional para modificar el resultado de Vo, analicemos
su comportamiento.
 Cuando Vi es positivo (5V), Están en serie las dos fuentes pero
en sentido contrario, la resultante es 3V con el signo de la
mayor, El diodo D1 está polarizado inversamente puesto que
estamos llevando 5V al cátodo y 2V al ánodo por tanto no
conducirá, será un circuito abierto, como I=0 entonces VR = 0
por lo tanto Vo = 0 durante este semiciclo de la señal de
entrada.

18. Recortador serie con fuente
adicional
 Cuando el voltaje de entrada invierte su
polaridad, segundo semiciclo (Vi =-5V), las 2
fuentes quedan en serie y sus valores se suman
por tener la misma polaridad, el diodo en estas
circunstancias está directamente polarizado
(ánodo + cátodo -), por lo tanto hay conducción
de corriente y en R se medirá un voltaje VR = -
IxR Vo = -7V. En este circuito se observa
que además de recortar la señal se le adiciona
un desplazamiento de nivel aportado por la
fuente de 2V.

19. Ejemplo
 Determine la forma de onda de salida

20. Desarrollo

21. Ejercicio
 Repita el ejercicio anterior para la onda
cuadra que se muestra en la grafica.

22. Solución

23. Recortadores en paralelo
 En este tipo de circuitos el diodo se
encuentra en paralelo con el voltaje de
salida Vo, el análisis es similar al aplicado al
de los recortadores en serie veamos.

24. Recortadores en paralelo
 Cuando se presenta el semiciclo positivo de Vi, el
diodo D1 se polariza directamente, por tanto
conduce y se comporta como un Sw cerrado
(corto) por lo tanto el voltaje de la fuente se
observa en la resistencia R y en el diodo se miden
0V (Ideal), eso es lo que se aprecia en la figura
para el semiciclo positivo (Vo = 0).
 Para el segundo semiciclo se invierte la polaridad
de Vi, el diodo queda polarizado inversamente y
no conduce, como la I = 0 en la resistencia no hay
tensión IR=IxR, el resultado es que todo el voltaje
de entrada aparecerá entre los extremos del diodo
ya que no está conduciendo, por esta razón la
gráfica para el segundo semiciclo muestra Vo =
Vi.

25. Recortadores paralelo con
fuente adicional.
 Para el análisis de este circuito se debe tener en cuenta el momento en
el cual el diodo empieza a conducir, Como en este caso tenemos una
fuente adicional en serie con el diodo y está en contraposición,
debemos pensar que el diodo solo comienza a conducir cuando Vi.
está en el semiciclo positivo y tiene un valor igual o mayor a 2 V
(considerando el diodo ideal), cuando el diodo esta conduciendo es
como si tuviéramos un Sw cerrado por lo tanto se verá en la salida Vo
un voltaje igual a 2V.
Para Vi menor a 2V el diodo queda polarizado inversamente y por lo tanto no conduce, como es un
circuito abierto el voltaje Vo será entonces el mismo Vi ya que en la resistencia no caerá tensión por
no haber corriente.

26. Ejemplo
 Determine V0 para la red de la figura

27. Solución

28. Solución

29. Ejercicio
 Repita el ejercicio anterior usando un
diodo de silicio con VT de 0,7v

30. Solución

31. Solución

32. Solución

33. Cambiadores de nivel
 Una red cambiadora de nivel es la que cambia una señal a un nivel
D.C diferente, la red debe tener un capacitor, un diodo y un elemento
resistivo, pero también puede usar una fuente independiente D.C
para introducir un cambio de nivel D.C adicional.
 La magnitud R y C debe elegirse de tal forma que la constante de
tiempo ζ =RC es lo suficientemente grande para asegurar que el
voltaje a través del capacitor no se descargara de manera
significativa, durante el intervalo en el que el diodo no esta
conduciendo

34. Cambiadores de nivel

35. Cambiadores de nivel

36. Diodo Zener

37. Equivalentes del diodo
zener

38. Vi y R fijas

39. Vi y R fijas

40. Ejercicio

41. Solución a

42. Solución b

43. Vi fijas y RL variable

44. Vi fijas y RL variable

45. Ejercicio

46. Solución a

47. Solución b

48. Ejercicios diodo Zener