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¡Descarga resumen resumen resumenresumen resumen resumen y más Resúmenes en PDF de Física solo en Docsity! Aplicaciones del Diodo Ing. Alfredo Chavez Figueroa 2.2 ANÁLISIS POR MEDIO DE LA RECTA DE CARGA A ¿p (ma) 1 > AS a + ES RV, 0 v. (m "D + a (0) FIG. 2.1 Configuración del diodo en serie: (a) circuito; (b) características.  FIG. 2.4 Solución para el ejemplo 2.1. EJEMPLO 2.2 EJEMPLO 2,3 FIG. 2.6 Solución para el ejemplo 2. utilizando el modelo 2.3 CONFIGURACIONES DE DIODOS EN SERIE TABLA 2.1 Modelos aproximado e ideal del diodo semicondacior Silicio: ho +o7v- +07 V- Hr APA => ll lp Si ln “20 Iipq-04 Tdeal: 1 +0v= + Vp=0V— ra a — FIG. 2.8 Configuración del diodo en serie.  dl FIG. 2.9 (a) Determinación del estado del diodo de la figura 2.8; (b) sustitución del modelo equivalente por el diodo “encendido” de la figura 2.9a.  Y, =1,R =1,R = (0A)R =0V FIG. 2.12 Determinación del é Sustitución del modelo equivalente por diodo de lafigura 240. el diodo “apagado” de la figura 2.10. E=s+10VO —+» Jn Es 3VYO —» o + —= E 10V E= 5Y EJEMPLO 2.6 lp = 0A Ve = IR = IpR = (0A)1.2k0 =0V V, = E =0.5V A ip HIS V 105 V gl _ + [po 0OmA Si Vo + - Vo : . Re212kQ Y R Vp=0V dl 01 /07V Vo o Vp =0.5 V FIG. 2.16 FIG. 2.18 Circuito del diodo en serie FIG. 2.17 Determinación de Ip, Va y V, del ejemplo 2.6. Punto de operación con E = 0,5 Y para el circuito de la figura 2.16. EJEMPLO 2.7 V, = E — Vx, — Vx, =12V — 2.5V = 9,5 V Ve V, 95V lo = le A RT PARMA Vx, Vk, Hi + y, mo, [RAI : + o o07v 18v 6800 E= nv 96800 Y, +12 V des conocidas del ejemplo 2 2, 7 EJEMPLO 2.9 Ri E,=10 Vo—AMMW 47k0Q "de lareddo la figura 2.25. :  ¡ EH Es Vo_10V+5V-07V _ 143V R;¡ +Ro 47kQ +22k0 69k0 = 2,07 mA V, = IR; = (2.07mA)(4.7kQ) = 9.73 V V, = IR, = (2.07mA)(Q.2k0Q) = 4.55 V FIG. 2.27 Determinación de las cantidades desconocidas de la red TE, + V,= V,=0 de la figura 2.25: KVL, ley de voltajes de Kirchhoff V,=V,- E,=455V -5V= -—0.45 V  2.4 CONFIGURACIONES EN PARALELOY EN SERIE-PARALELO EJEMPLO 2.10 . y FR lp 0330 — 033k0 ANN o-+ 7 A + R D Ls qe po E— 10V Y E” —= 10 07VZ —_07VYV, + DO — T [ l 0 FIG. 2.28 FIG. 2.29 Red del ejemplo 2.10. Determinación de las cantidades desconocidas de la red del ejemplo 2.10,  FIG. 2.32 Red de la figura 2.31 con an diodo azul. FIG. 2.33 +8 V ación del daño que sufre el LED rojo si se excode el vollaje de ruptura en inversa. FIG. 2.34 Medida de protección para el LED rojo de la figura 2.33. EJEMPLO 2,12 V, = 12 V — 0.7 Y = 11.3 V Po 12 Y LED verde si y Ya verde + 07 VW Ve 07V v, 2,2 V Y. 2.2 kQ : 2,2 k90 FIG. 2.36 FIG. 2.35 Determinación de V, para la red Red del ejemplo 2.12. de la figura 235. EJEMPLO 2,13 a + y Si 33kKQ 7 IV »| MAN] »! ; ya Di Ta po: + + + E=2%W0V SiWD, EZ DV Ax, Y 07 vV ego - ñ ¿A or L Ra , A a a e e ta ANP = S6ko Vi e a a 0 a e A + 56kQ AGN FIG. 2.37 FIG. 2.38 Red del ejemplo 2.13. Determinación de las cantidades desconocidas del ejemplo 2.13. Ve 0.7V H = R =331m 7 0.212 mA. lp, +1 =b Y + E— Vg, — Vx, =0 Lo, = L=IÍ = 3.32mA = 0.212mA = 3.11 mA Y, =E-— Ve, — Ve, = 20V — 07 V — 0.7V = 18.6 V Va _ 18.6V _. | b= Ro “sexo” 3.32 mA 2.6 ENTRADAS SENOIDALES; RECTIFICACIÓN DE MEDIA ONDA FIG. 2.45 Región de conducción (0 — T/2). o——a V; KR Ya —»= Y; E = + FIG. 2.46 Región de no conducción (1/2 —T).  Vos = 0.318 Va | meda onda  T T f 2 N 20 Y-0.7V=1943'V FIG. 2.51 Efecto de V; en la salida de la fígura 2.530. b. Para un diodo de silicio, la salida tiene la apariencia de la figura 2.51 y Vo = —0.318(V,, — 0.7V) = —0.318(19.3V) = —6.14 V La caída resultante en el nivel de cd es de 0.22 V, o alrededor de 3.5%. €. Ecuación (2.7): Vs = 0.318 V,, = —0.318(200 V) = —63.6 V Ecuación (2.8): V. = —0.318(V, — Vx) = —0.318(200 V — 0.7V) = —(0.318)(199.3 V) = —63.38 V PIV (PRV) FIG. 2.57 Formas de onda de entrada y salida para ún rectificador de onda completa, Va = 215 (27)] = 20518V,)  para A de puente. Transformador con derivación central FIG. 2.60 FIG. 2.61 Condiciones de la red en la región positiva de v,,  2.8 RECORTADORES Configuración en serie (a) (b) Y; Recoriador en serie. 1D V o + + FIG. 2.69 Recortador en serie con una fuente de cd,  EJEMPLO 2,19 lt IE FIG. 2.77 Señal aplicada en el ejemplo 2.19. FIG. 2.78 - Y, en Y; = +20 V FIG. 2.80 Trazo de v, para el ejemplo 2.19. Configuración en paralelo Recortadores simples en serie (diodos ideales) ecortadores simples en paralelo (diodos ideales) Y » 2.9 SUJETADORES Rectificador de puente FIG. 2.90 e Diodo “encendido” y el capacitor A cargándose a V volts. diodo “apagado”, Vo v- p= 0 FIG. 2.92 Trazo de v, para la red EJEMPLO 2.23 +5 V —07V—=w,=0 =5V—07V =43V —IWV + V¿+07V-5V=0 V¿=25V -—07V = 243V +10V + 24.3 V —v,=0 v, = 34.3 V  FIG. 2.100 Circuitos sujetadores con diodos ideales(57 = 5RC => 1/2).  PE traida ceimdal NES A SERE EJEMPLO 2.25 NIN ——ANÍV 9 + + + + + v¿>20.7 Y Va 0VY "=20V v<207V n y,=0V _ Ya = Y; == = = == + = “—— 1/11 + a o 5 o a 0.7 VW 1p=0mA ta) (b) (c) FIG. 2.105 Respuesta de la red de la figura 2.104 a la aplicación de una señal senoidal de 60 Y  FIG. 2.108 FIG. 2.107 Sustitución del eqiiivalente Zener enla D nación del estado del Vi fijo, Ri variable EJEMPLO 2.27 (EKO)(10V) _ 10k0 Ri. = E” sv -v 4 200 Yo” V, = 50 V — 10V =40V Va _ 40 V Tr RITO 40 mA Leo, = Te — Lar = 40mA — 32mA = 8mA FIG. 2.113 Va V, 10V Py = E E 1 25 Ka LA —EmA KO al 3 mA, | IOMA ha b P=Vk (bi) Z FIG. 2.114 = (10V)(32mA) = 320 mW V, contra Ry e Ip; para el regulador de la figura 2.113, R, fijo, V; variable 2.11 CIRCUITOS MULTIPLICADORES DE VOLTAJE Duplicador de voltaje FIG. 2.118 Duplicador de voltaje de media onda, S HA A ¿E 5 HM | ff + a D3 > E ñ C AE. Er CL ¡ ; hs e mi E ES 2, “iodo D, “Diodo D» conduce mo conduce (a) (6) FIG. 2.119 Operación doble, qué muéstra tada semiciclo de operación: (a) semiciclo positivo; (b) semiciclo negativo. o  Medios ciclos de operación alternos del duplicador de voltaje de media onda. Triplicador y cuadruplicador de voltaje Configuraciones de protección (b) FIG. 2.126 de un circuito RL simple; (b) formación de arcos que se presenta a través de un interruptor cuando se abre conectado en serie con un circuito REL.  (e) terísticas inductivas de un relevador; (bb) protección con un “amortiguador” de la configuración de la parte (a); (c) protección capaciliva de un interruplor  FIG, 2,129 Protecci ón par medio de un diodo para limitar el voltaje diodo para impedir la inversión de la corriente en el colector Aseguramiento de la polaridad Protección de la púlsridad pormedña de ua diodo (a FIG. 2.132 fa) Prosceción de la polaridal do una piezo de equipo aemcibl costosa; tb) polaridad correclamente plas dl aplicación dela polaridad egpávocada Respaldo controlado de una batería Detector de polaridad Establecimiento de un nivel de voltaje insensible a la corriente de carga Regulador de ca y generador de ondas cuadradas o ANN o », + 5kQ + Z, 0 ef Z, o > (a) ANN 5kQ + Ñ BE », =10V 4 (b) FIG. 2.139 Regulación de ca senoidal; (a) Regulador de ca senoidal de 40 V pico a pico; (b) operación del circuito a v,; = 10 V.  + o 5x0 + + 2 », — Diodos ». Zeners + NY A FIG. 2.140 Generador de ondas cuadradas si A Yo  RR CIRCUIT DESCRIPTION dotada SCHEMATIC1. net R_RI N00258 NO0283 4.7k R_R2 N00345 N00315 2,2k Y_E2 0.N00345 5Vdc v_El N00258 0 10Vde D Di 'N00288 NO00315 D1N4148 1 1 1 ek" Diode MODEL PARAMETERS PORRO ROO ORIO ROO RIIIE ljOllolojOjoIdidialtOR: DIN4148 IS 3.500000E-15 *** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE 27.000 DEG C MA OO 4 O RR o oo ato totaaololoR di doicioloR NODE VOLTAGE (N00258) 10.0000 (NO0288) 2602 (NO0315) -.4409 (NO00345) -5.0000 VOLTAGE SOURCE CURRENTS NAME CURRENT V_E2 -2072E-03 V_El -2.0728-03 TOTAL POWER DISSIPATION 3.11E-02 WATTS fer OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = 27.000 DEGC ide Hd DIODES NAME DDI MODEL DIN4148 ID 2.0703 VD 7.015-01 REQ 1.25E+01 CAP 0.00E+00 FIG. 2.143 Archivos de resultados del análisis realizado con PSpice para Windows del circuito de la figura 2.142.  O AN 1) A FIG. 2.144 Red para obtener las características del diodo DIN4148. FIG. 2.145 Características del diodo DIN4148.  Multisim Dre ps pen fe 0 dre ts ina Grana rta e pyJen: nn 029988 4ERGO>D:M0+* «e 27 aaa puso tapa! * a E E nia im 6<niGur carr. .1 FIG. 2.146 Verificación de los resultados del ejemplo 2.13 con Multisim,