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• David Iturriaga

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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 CIRCUITOS CON DIODOS

Página:1/7 Jefe de Prácticas: Ing. Christiam G. Collado Oporto

SALON Semestre: Grupo: Lab. Nº:

Zavala Hurtado.Gonzalo Eduardo

CODIGO

Orellana Arapa Juan Diego

CODIGO

Juan Francisco Chirinos Mego

CODIGO

Jorge Manuel Quiroz Huarca

CODIGO

Valencia Escarcena Luis Orlando

CODIGO

R-200 V FECHA: 02 02 20-04-2016 2014600651 2014601941 2014150121 2014601131 2013100881

1. OBEJTIVOS Objetivo General  Demostrar el funcionamiento de los Diodos Zener en un circuito eléctrico Objetivos específicos  Analizar las características y funcionamiento de los diodos led  Analizar los circuitos con diodos Zener  Analizar los diodos led



Identificar la curva producida mediante el osciloscopio

2. MARCO TEORICO 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 luz a partir de energía eléctrica se denomina electroluminiscencia.

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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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3. 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

4. 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

V =0,7 v

V/Amp= 2 Time = 10 Vp= 5.44

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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.

VALOR MEDIDO 5.44

V. CALCULADO 5.7

ERROR ABSOLUTO 0.26

E. RELATIVO 0.05

𝑉𝐷𝐶 = −1.19 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

D

R

VS

+ V0 -

Figura 2  Circuito rectificador de media onda

V =0,7 v

𝑉𝑑𝑐

= 1.50

V/Amp= 2 Time = 10 Vp= 5.44

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

FRmedido = 97.6 ohm

Complete la siguiente tabla. E(V) Vz(V) Vr(V) Iz(mA)

0 0.06 0 0.615

1 1.04 0 0.614

2 1.96 0 10.65

3 3 0 20.08

4 3.99 0 30.73

5 4.99 0 40.88

6 6 0 51.12

7 6.99 0 61.47

E(V) Vz(V) Vr(V) Iz(mA)

8 7.99 0 81.86

9 8.46 0.5 86.57

10 8.46 0.51 86.57

11 8.46 0.53 86.57

12 8.46 0.54 86.57

13 8.45 0.55 86.57

14 8.46 0.56 86.57

15 8.46 0.57 86.57

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

Determine gráficamente el voltaje del diodo Zener VZ= 8.46V Utilizando la región lineal de la curva del diodo Zener, calculamos la resistencia promedio Zener RZ=VZ / IZ RZ = 87.7 ohm (Calculado)

Para la región desde VZ y IZ = hasta el punto donde la curva característica varía rápidamente calcule la resistencia del diodo Zener usando la ecuación del paso anterior. RZ = 98,7 ohm (Calculado)

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CONCLUSIONES, OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES

 Si a un diodo Zener se le aplica una tensión eléctrica positiva del ánodo respecto a negativa en el cátodo (polarización directa) toma las características de un diodo rectificador básico (la mayoría de casos), pero si se le suministra tensión eléctrica positiva de cátodo a negativa en el ánodo (polarización inversa), el diodo mantendrá una tensión constante. No actúa como rectificador sino como un estabilizador de tensión.  Un led constituye un tipo especial de semiconductor, cuya característica principal es convertir en luz la corriente eléctrica de bajo voltaje que atraviesa su chip. Desde el punto de vista físico un LED común se presenta como un foco miniaturizado, carente de filamento . Al igual que cualquier led limita el paso de la corriente eléctrica en una sola dirección