Download 07 - APLICACIONES DE LOS DIODOS Los diodos rectificadores se

07 - APLICACIONES DE LOS DIODOS
Los diodos rectificadores se usan principalmente en: circuitos rectificadores, circuitos fijadores, circuitos
recortadores,
diodos
volantes.
Los diodos Zener se usan en circuitos recortadores, reguladores de voltaje, referencias de voltaje.
CIRCUITOS RECTIFICADORES
Son circuitos que convierten señales alternas en señales de una sola polaridad (positiva o negativa)
Según su configuración son: de media onda o de onda completa y según la fuente AC usada son monofásicos
o polifásicos.
Para mirar los voltajes y corrientes en el diodo examinamos dos circuitos básicos a continuación.
Como se aplica la polaridad positiva de la fuente al ánodo y negativa a través de la resistencia al cátodo, el
diodo es polarizado en directo, entonces: VD = 0.7V
VR = VF - VD = VF - 0.7  VF I  VF/R ;
Si VF = 100v ; R = 200VR  100v VD = 0.7 ID = I = 0.5A
Como la fuente aplica polaridad negativa al ánodo y positiva a través de la resistencia hacia el cátodo el
diodo es polarizado en inverso, entonces:
I = ID = 0 si I = 0  VR = R·I = 0 ; VD = VF - VR = VF - 0 = VF (en inverso)
Al aplicar una fuente AC el diodo conduce en el ciclo positivo (1er circuito) y se abre en el semiciclo negativo
(2do circuito).
En la carga (R) aparece voltaje de una sola polaridad positiva, es una señal llamada rectificada media onda.
El voltaje pico en el diodo corresponde al valor pico negativo de la fuente: VDP = VFP
La corriente pico en el diodo se produce cuando la fuente llega a su pico positivo y es:
Por la forma de onda la corriente promedio es:
Ejemplo: Sea VFef = 220 VRMS y R = 500
VDP = 2* VFef = 2*220v = 310VP
IM = 0.18A
Del manual ECG se puede tomar el diodo ECG 116 que soporta V PR=600v y IMmax = 1A
Para obtener una onda rectificada negativa se coloca el diodo en sentido contrario.
CIRCUITOS RECTIFICADORES MONOFASICOS - RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA
Para este caso VDP = VFD y en la resistencia: VRP = VFP:
DIODOS ZENER Y APLICACIONES
Es un diodo que tiene un voltaje de avalancha relativamente bajo, menor de 100v. Aunque puede
funcionar como rectificador la mayoría de aplicaciones se basan en hacerlo funcionar en la zona de
avalancha, allí el diodo conduce y mantiene un voltaje entre sus terminales que es el voltaje Zener
(VZ) o de avalancha. La máxima corriente que puede conducir es:
Ejemplo: Cuál es la máxima corriente en avalancha de un diodo Zener de 1.5v y de 1w?
DIODO ZENER COMO ELEMENTO DE PROTECCIÓN
Se coloca el diodo Zener en paralelo con el circuito a proteger, si el voltaje de fuente crece por
encima de VZ el diodo conduce y no deja que el voltaje que llega al circuito sea mayor a V Z. No se
debe usar cuando VF > VZ por largos periodos de tiempo pues en ese caso se daña el diodo. Se aplica
acompañado de lámparas de neón o de descargadores de gas para proteger circuitos de descargas
eléctricas por rayos.
DIODO ZENER COMO CIRCUITO RECORTADOR
Se usa con fuentes AC o para recortar señales variables que vienen de elementos de medición
(sensores). Cuando VX tiende a hacerse mayor que VZ el diodo entra en conducción y mantiene el
circuito con un voltaje igual a VZ.
CONEXIÓN ANTIPARALELO
Se usa para recortar en dos niveles, uno positivo y el otro negativo.
Si el circuito tiene una resistencia equivalente RC la corriente en el diodo es:
Sea una fuente senoidal de 10VP, R = 200, RC=1Ky un diodo Zener de 6v, cual será la corriente
pico en el diodo.
DIODO ZENER COMO REGULADOR DE VOLTAJE
Se llama voltaje no regulado aquel que disminuye cuando el circuito conectado a él consume más
corriente, esto ocurre en las fuentes DC construidas con solo el rectificador y el condensador de filtro,
en los adaptadores AC-DC y en las baterías. Un voltaje regulado mantiene su valor constante aunque
aumente o disminuya el consumo de corriente. Una de las muchas formas de regular un voltaje es
con un diodo Zener.
La condición de funcionamiento correcto es que V F en ningún momento sea menor a VZ. El voltaje
regulado sobre el circuito es VZ.
El calculo del circuito consiste en conocer el valor adecuado de R, como dato se requiere el valor de
VF, se selecciona una corriente para el Zener (IZ) menor que su corriente máxima, se calcula o mide
la corriente que consume el circuito (IC) cuando se le aplica VZ, y se calcula:
Sea un circuito que consume 10mA a 5v, con una fuente de VF = 8v, cuál es el valor de R adecuado?
Supongamos que disponemos de un diodo de V Z = 5V a 1/2W
Su corriente máxima es: IDmax = 0.5v/5v = 0.1A, escogemos una corriente menor para
funcionamiento:
IZ = 10mA, entonces R = (8v - 5v)/(10mA + 10mA) = 3v/20mA = 150
Para circuitos que consumen alta corriente se usa regulación en conjunto de un diodo Zener y un
transistor en ese caso el voltaje en el circuito es VZ - 07v.
REFERENCIA DE VOLTAJE
Los diodos Zener son construidos de manera que V Z es muy exacto y se mantiene constante para
diferentes valores de IZ, esto permite que un Zener se use en electrónica como referencia de voltaje
para diferentes aplicaciones.
LEDs
Su nombre viene de Light Emitter Diode (Diodo Emisor de Luz), trabaja como un diodo que
conduce en directo y no conduce en inverso, la diferencia es que en estado de conducción emite
luz
Identificación de terminales y demostración
Un led se usa siempre con una resistencia en serie, ésta determina la cantidad de corriente que
pasa por el led, en la práctica esta corriente se fija en un valor entre 5 y 20mA.
Ejemplo 1: Se va a encender un led con un voltaje de 5v, el led es de 3v, cuál es el valor de
resistencia
en
serie?
Tomemos una corriente de 10mA, entonces:
Ejemplo 2: Un led se puede usar también como fuentes alternas, enciende en los semiciclos
positivos y se apaga en los negativos, el resultado es que el led se ve constantemente encendido
pero con baja intensidad.
Sea un led de 9V y se va a usar con energía eléctrica AC de 120VRMS
Calculamos el valor pico de la señal:
Seleccionamos un valor pico de corriente, por ejemplo 20mA
Entonces
Se usa R = 8.2K
DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
Es un dispositivo que contiene 8 leds, de forma y posición especial que sirven para visualizar
números o caracteres, se indican con las letras a a la g y el punto decimal.
Internamente vienen conectados en dos formas ánodo común y cátodo común.
El voltaje en conducción no es 0.7v, es de mayor valor, normalmente se consiguen diodos LED de
1v, 3v y 9v.
SIMULAR: RECTIFICADOR MONOFASICO DE MEDIA ONDA y RECTIFICADOR MONOFASICO DE ONDA
COMPLETA
Entregar documento digital
CONSULTAR: TRANSISTOR BIPOLAR BJT (el documento base será enviado a los correos de cada estudiante)
Entregar documento escrito a mano en hoja tamaño carta
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