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UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FISICAS Y FORMALES PROGRAMA PROFESIONAL INGENIERÍA MECÁNICA, MECÁNICAELÉCTRICA Y MECATRÓNICA LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I

Página:1/7 Jefe de Prácticas: Ing. Christiam G. Collado Oporto Ing. Fernando Siles Nates Ing. Victor Rivera Acosta Código: Semestre: Grupo:

CIRCUITOS CON DIODOS Apellidos y Nombres:

Lab. Nº:

FECHA: 02

OBJETIVOS 

Analizar los diodos led



Analizar las características de los diodos Zener



Analizar circuitos con diodos Zener

MARCO TEÓRICO

DIODO LED Existen estructuras de familia de los dispositivos de unión p-n (diodo) que emiten lie cuando son adecuadamente polarizadas. En la actualidad se emplean dos tipos de dispositivos el diodo emisor de luz LED y la pantalla de cristal líquido LCD. El LED produce luz visible cuando se encuentra energizado. En cualquier unión p-n polarizada directamente ocurre una recombinación de electrones y huecos. Esta recombinación requiere que la energía que posee un electrón libre no ligado se transfiera a otro estado. En todas las uniones p-n una parte de esta energía se convierte en calor y otra en forma de fotones. En el Si y Ge el mayor porcentaje se transforma en calor y la luz emitida es insignificante. En otros materiales como el fosfuro arseniuro de galio (GaAsP) o el fosfuro de galio (GaP) el número da fotones de la energía luminosa emitida es suficiente para crear una fuente luminosa muy visible. El proceso de producir electroluminiscencia.

luz

a

partir

de

energía

eléctrica

se

denomina

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La superficie conductora conectada al material p es mucho menor para permitir que sobresalga un número máximo de fotones de energía luminosa. La recombinación de portadores inyectados da como resultado la emisión de luz en el sitio de la recombinación, Excite algo de absorción do la propia estructura. Hewlett-Packard ha fabricado un dispositivo con una corriente directa máxima de 20 mA y 10 mA como nivel típico. El nivel de V; designado como V? es de 2.2 a 3V. CARACTERÍSTICAS ELECTRO-ÓPTICAS: 

Intensidad Luminosa Axial ( | v ) . - Se mide en candelas. Una cárdela emite un flujo luminoso de un lumens y establece una iluminación de 1 píe-candela sobre un área de 1 píe--' a 1 pie desde la fuente luminosa.



Eficiencia Luminosa ( qv ).- Es una medida de la capacidad de un dispositiva para producir un efecto deseado. Para el LED es la proporción del número de lumes generado por watt aplicado de energía eléctrica. La eficiencia relativa se define mediante la intensidad luminosa por unidad de corriente. La intensidad relativa de cada color contra longitud de onda aparece en la figura siguiente:



Longitud de Onda Máxima.- Cada color presenta un ancho ce longitud de onda en su espectro: en el pico de máxima intensidad se mide la Longitud de Onda Máxima: A pico.



Longitud de Onda Dominante.- A d (nm).

DIODO ZENER Usado como regulador o fijador de

voltaje de referencia. Para el análisis de las redes que emplean diodos Zener debe

determinarse el estado del diodo: conducción o no conducción. El diodo Zener es un diodo de silicio que se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas, recibe ese nombre por su inventor, el Dr. Clarence Melvin Zener. El diodo zener es la parte esencial de los reguladores de tensión casi constantes con independencia de que se presenten grandes variaciones de la tensión de red, de la resistencia de carga y temperatura. Son mal llamados a veces diodos de avalancha, pues presentan comportamientos similares a estos, pero los mecanismos involucrados son diferentes. Su símbolo es como el de un diodo normal pero tiene 2 terminales a los lados. Este diodo se comporta como un diodo convencional en condiciones de alta corriente, porque cuando recibe demasiada corriente se quema.

Si a un diodo Zener se le aplica una corriente eléctrica de Ánodo al Cátodo(polarización directa) toma las características de un diodo rectificador básico. Pero si se le suministra corriente eléctrica de Cátodo a Ánodo, el diodo solo dejara pasar un voltaje constante. En conclusión: el diodo Zener debe ser polarizado al revés para que adopte su característica de regulador de tensión.

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EQUIPO Y MATERIALES:

Fuente DC Generador de señales Osciloscopio Multímetro Protoboard Resistores 1/4W: 1KΩ, 10KΩ, 100KΩ, 2K2Ω, 3K3Ω, 1KΩ Resistencia variable Diodo: Silicio 1N4002, LED, Diodo Zener 10V PROCEDIMIENTO PARTE 1: CIRCUITOS LIMITADORES 1)

Arme el circuito limitador positivo de la figura 1. Los valores de los parámetros son: R=1K, y RL=100K. Aplicar el generador de señal con una tensión sinusoidal ajustada de 10VP a 60Hz.

Figura 1  Circuito limitador positivo 2)

Cálculos. Analizar el circuito y calcular V0. Haga un dibujo que represente la señal de salida.

Imagen 1. Señal de Alimentación

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3)

Medidas. Medir el valor de pico negativo (VP) de la señal de salida (en RL) con el osciloscopio. Transfiera a la rejilla la señal que aparece en el osciloscopio tomando nota de las escalas tanto para el eje X como para el eje Y.

Imagen 2. Onda rectificada.

4)

Comparar en la siguiente tabla el valor de la medición y el valor calculado.

VP=

5)

Valor Medido

Valor Calculado

Error Absoluto

Error Relativo

10,08

3,66

6,42

36,31%

Medir la tensión de salida con el multímetro seleccionado en la función voltaje continuo (escoja una escala adecuada). Esta será la tensión media VDC.

VDC= 10v PARTE 2: CIRCUITOS RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA 1)

Arme el circuito rectificador de media onda de la figura 2. RL=10K. La amplitud de la señal sinusoidal es de 10V P a una frecuencia de 60Hz

Figura 2  Circuito rectificador de media onda

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2)

Cálculos. Analizar el circuito y calcular V0. Haga un dibujo que represente la señal de salida.

Imagen 3. Señal de onda del generador de señales.

3)

Medidas. Medir el valor pico (VP) de la señal con el osciloscopio. Transfiera a la rejilla la señal que aparece en el osciloscopio tomando nota de las escalas tanto para el eje X como para el eje Y.

Imagen 4. Señal de salida rectificada positivamente.

4)

Medir la tensión de salida con el multímetro seleccionado en la función voltaje continuo (escoja una escala adecuada). Esta será la tensión media VDC.

VDC= 10v

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PARTE 3: Características del Diodo Zener Construya de la figura 3 y mida el valor de R

Figura 3 Rmedido =

98,7

Complete la siguiente tabla.

T a bl a 1

E(V)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

VZ(V)

0

1,005

2,035

3,110

4,12

5,03

6,05

7,09

8,06

8,47

8,55

8,65

8,73

8,82

8,91

9,01

VR(V)

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0,54

1,375

2,325

3,18

4,04

4,94

5,35

IZ(mA)

0

0

0

0

0

0

0

0

0

5,5

14,2

24,1

33,1

42,4

52,1

62,2

Graficar la curva del diodo Zener VZ, IZ. Utilice una escala apropiada

Imagen 5. Gráfico del Zener

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Determine gráficamente el voltaje del diodo Zener VZ= 9 V Utilizando la región lineal de la curva del diodo Zener, calculamos la resistencia promedio Zener RZ=VZ / IZ RZ =

144.69 Ohmios

(Calculado)

Para la región desde VZ y IZ = 0 hasta el punto donde la curva característica varía rápidamente calcule la resistencia del diodo Zener usando la ecuación del paso anterior. RZ =

Indeterminado.

(Calculado)

CONCLUSIONES, OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES

Emita al menos cinco conclusiones en torno al trabajo realizado. -