1. DIODOS
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PED 2002-03
Símbolo. Polarización
Tipos de diodos
Curva característica
Aproximaciones lineales del diodo rectificador
Aproximaciones lineales del diodo Zener
Resolución de circuitos con diodos
3.1

2. Características. Símbolo
• Diodo semiconductor: union PN. Referencia: diodos de silicio (Si)
• Elemento biterminal. Terminales diferentes.
Ánodo
Polarización directa
+
–
+
–
Cátodo
Polarización inversa
+
–
I
I
+ –
– +
E
E

3. Tipos de diodos
Diodo rectificador
• En P.D. conduce corriente. En P.I. no conduce.
Diodo LED
• En P.D. conduce corriente y emite luz.
• En P.I. no conduce corriente y no emite luz.
Fotodiodo
• Opuesto al anterior. En P.I. absorbe luz detectada
y conduce corriente
Diodo Zener
• En P.D. como el diodo rectificador
• En P.I., si se supera cierta tensión (tensión Zener)
conduce también.
Diodo Varicap
controlar su valor de capacidad en términos de la
tensión aplicada en polarización inversa

4. Curva característica corriente/tensión
Diodo rectificador
• Relación exponencial
ID
ID
ID
I.P.
D.P.
+ VD –
0,7 V
• P.I. corriente de saturación (pocos nA)
• P.D. tensión umbral
• P.I.: ruptura
VD
  qVD 





I D = IS ⋅  e  KT  −1





5. Curva característica corriente/tensión
Diodo Zener
• Peculiaridad en P.I: superada Vz, “ruptura Zener”
conduce corriente sentido inverso
ID
ID
+ VD –
ID
I.P.
D.P.
−V Z
0,7 V
VD

6. Aproximaciones lineales del diodo rectificador
Primera aproximación: diodo ideal
• P.D. conduce como un cortocircuito
• P.I. no conduce
• Aproximación más alejada
ID
I.P.
D.P.
VD

7. ID
A
ID
B
+ VD –
ID
D. P. :
I. P. :
A
+ VD = 0 –
A
Ecuación
B
ID = 0
+ VD –
B
Condición
VD = 0
ID ≥ 0
ID = 0
VD ≤0

8. Aproximaciones lineales del diodo rectificador
Segunda aproximación (más frecuente)
• P.D. conduce a partir de 0,7V
• P.I. no conduce
• Tiene en cuenta la tensión umbral
ID
I.P.
D.P.
0,7 V
VD

9. A
ID
ID
B
+ VD –
Ecuación
D. P. :
A
0,7 V
ID
+–
Condición
B
VD = 0,7 V
ID ≥ 0
B
ID = 0
VD ≤0, 7 V
ID
+ VD = 0,7 V –
ID = 0
I. P. :
A
+ VD –

10. Aproximaciones lineales del diodo rectificador
Tercera
• P.D. conduce a partir de 0,7V, pero la tensión aumenta si la corriente
aumenta
• P.I. no conduce
ID
D.P.
I.P.
0,7 V
VD

11. ID
ID
A
+ VD
–
B
Ecuación
0,7 V
ID
D. P. :
Condición
+–
A
r
B
–
+
VD = 0,7 + rID
ID ≥ 0
( r = 0,5 Ω - 1 Ω)
V D = 0, 7 + rID
r resistencia interna
ID = 0
I. P. :
A
B
+ VD –
ID = 0
VD ≤ 0, 7 V

12. Aproximaciones lineales del diodo Zener
•
•
•
•
Sólo una aproximación (se pueden hacer más)
Similar a la 2ª aprox. del diodo rectificador
En P.D. se comporta igual, también a partir de 7V
En P.I. al llegar a la tensión Zener, conduce corriente en sentido
contrario
ID
I.P.
D.P.
−V Z región normal
0,7 V
región Zener
VD

13. A
ID
ID
IZ
B
– VZ
+ VD –
D. P. :
A
IZ
ID 0,7 V
+ –
Ecuación
B
+
Condición
VD = 0,7 V ID ≥ 0 ≡ IZ ≤ 0
+ VD = 0,7 V –
I. P. :
región normal:
ID = 0
A
B
ID = 0
VZ parámetro conocido
+ VD –
IZ
región Zener:
A
VZ
–+
+ VD = −VZ –
−VZ ≤VD ≤0,7 V
IZ
B
VD = −VZ
IZ ≥ 0 ≡ ID ≤ 0

14. Resolución gráfica de circuitos con diodos
• Punto de operación del diodo
• Recta de carga
RTh
ID
I.P.
D.P.
0,7 V
ID
ETh +
–
A
+
VD
–
VD
B
ETh = RTh I D + VD
ID =
ETh
1
−
⋅ VD
RTh RTh

15. Resolución gráfica de circuitos con diodos
• Intersección: punto de operación del diodo
ID
ETh
RTh
IQ
Q
VQ
Punto de operación (VQ ,IQ )
ETh
VD

16. Una aplicación del diodo: el rectificador
• Generador de tensión continua o fuente de alimentación
Regulador
50 Hz
Filtro
6V
Rectificador
220 V
50 Hz
Transformador
Fuente de alimentación
5V

17. 1. Transformador
Transformador
señal de
c.a.
+
+
vE
vS
–
–
señal de c.a.
más pequeña

18. 2.a Rectificador de media onda
Rectificador
+
+
vE
c.a.
(positiva y
negativa)
vS
–
Entrada
–
vS ≥ 0
–
D
Salida
+
vE
c. pseudocontinua
Rectificador
RL
+
vS = vR
–

19. 0 ≤ t ≤ T/2
1.- VE> 0 → i > 0
D
vE ≥ 0
+
i
–
D
vE ≤ 0
–
–
>0
+
vS =vE ≥ 0
–
2.- VE < 0 → i < 0
+
RL
+
T/2≤ t ≤ T
i = 0 RL
+
vS =0
–

20. vE
T
t
T
2
vS
t

21. 2.b Rectificador de onda completa: primera opción
DA
vEA = vE
+
vEA
–
vEB = −vE
–
vEB
RL
– v +
S
+
DB

22. +
v EA
–
–
v EB
+
DA
RL
+
vS
–
DB

23. 1.- VEA> 0 y VEB < 0
DA
+
–
vEA
2.- VEA< 0 y VEB > 0
vEB
RL
+
vS
–
RL
+
vS
–
–
+
DB

24. vE
T
vEA
vEB
t
vS
t

25. 3. Filtro
Entrada
+
vE
–
D
Filtro
Salida
+
Rectificador
C
vS = vR
–

26. • Filtro con rectificador de media onda
vS
t
T
4
5T
4
vE
vE = vC
vE = vC
• Filtro con rectificador de onda completa
vS
t
T
4
3T
4
vEB = vC vEA = vC
vEA
vEB

27. 4. Regulador
Entrada
Regulador
D
+
vE
–
Salida
RL
C
+
vS = vR
–
• Regulador con rectificador de media onda
vS
Vmin
VZ
t

28. • Regulador con rectificador de onda completa
vS
Vmin
VZ
t