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Diodos: Curva característica del diodo

DIODOS: Curva característica del diodo Maria Alejandra Gamba Clavijo [email protected]

Laura Katherine Rodríguez Cucanchon [email protected]

RESUMEN: En el presente informe se pretende comprender el funcionamiento de los diodos, sus principales características de corriente y tensión, su comportamiento a diferentes voltajes del diodo y su corriente, construyendo la curva característica de diodo a partir de los datos experimentales, teóricas y de simulación, tanto en polaridad directa como polaridad inversa. Y así observar el comportamiento de la gráfica de los diodos semiconductor en las regiones de las polarizaciones directa e inversa. PALABRAS CLAVE: Diodos, corriente, tensión, polarización inversa y directa.

INTRODUCCIÓN El diodo es un componente discreto que permite la circulación de corriente entre sus terminales en un determinado sentido, mientras que la bloquea en el sentido contrario. Los diodos de potencia se identifican por que cuando se encuentran en estado de conducción, deben ser capacitados para resistir una alta intensidad con una pequeña caída de tensión. En sentido inverso, deben estar capacitados para resistir una fuerte tensión negativa de ánodo con una pequeña intensidad de fugas.

La curva características representa el comportamiento en el flujo de electrones(corriente) que ocurre al ser sometido el diodo a una tensión que polarice al mismo directa o inversamente.

Figura 2. Gráfica según polarización. Cuando el diodo esta polarizado en directa, no hay una corriente demostrativa hasta que la tensión en el diodo sea superior a la barrera de potencial. Cuando el diodo está polarizado en inversa, casi no hay corriente inversa hasta que la tensión el diodo adquiere la tensión de ruptura. Se produce entonces un desprendimiento de electrones inversa que destruye al diodo.

ECUACIONES 𝑟𝑝𝑟𝑜𝑚 = 𝑅𝑧 =

∆𝑉𝑑 ∆𝐼𝑑

𝑉𝑧 𝐼

(1) (2)

PROCEDIMIENTO Curva en polarización directa – Diodo 1N4004 Figura 1. Símbolo y curva característica tensión-corriente del diodo ideal.

Diodos: Curva característica del diodo

Figura 3. Polarización en Directa en Multisim Tabla 1. Datos de simulación polarización en Directa Vd(V) Id(A) Vd(V) Id(A) Vd(V) Id(A) 0 ---0,54 1,17m 0,68 16,311m 0,1 189,1n 0,56 1,711m 0,70 23,633m 0,2 1,491u 0,58 2,255m 0,72 34,802m 0,3 10,29u 0,60 3,406m 0,74 50,380m 0,4 63,05u 0,62 5,191m 0,76 72,943m 0,5 613,07u 0,64 7,526m 0,78 104,610m 0,52 664,14u 0,66 12,344m 0,8 150,342m

Figura 5. Polarización en Inversa en Multisim Tabla 3. Datos de simulación polarización en Inversa

Vd(V) 0 -1,0 -1,5 -2,0 -2,5 -3,0 -4,5

Id(A) 0 -32,68n -33,39n -34,106n -34,106n -34,817n -36,238n

Vd(V) -5,0 -5,5 -6,0 -6,5 -7,0 -7,5 -8,0

Id(A) -36,948n -37,303n -38,014n -38,547n -38,902n -39,435n -39,968n

Figura 4. Polarización en Directa en Tinkercad Tabla 2. Datos prácticos de polarización en Directa Vd(V) Id(mA) Vd(V) Id(mA) Vd(V) Id(mA) 0 ---0,54 --0,68 --0,1 ---0,56 3,90m 0,70 --0,2 ---0,58 5,91m 0,72 --0,3 ---0,60 12,1m 0,74 --0,4 0 0,62 27,5m 0,76 --0,5 --0,64 59m 0,78 --0,52 --0,66 133m 0,8 ---

Curva en polarización inversa – Diodo 1N4004

Figura 6. Polarización en Inversa en Tinkercad Tabla 4. Datos prácticos de polarización en Inversa

Vd(V) 0 -1,0 -1,5 -2,0 -2,5 -3,0 -4,5

Id(A) 0 0 0 0 0 0 0

Vd(V) -5,0 -5,5 -6,0 -6,5 -7,0 -7,5 -8.0

Id(A) 0 0 0 0 0 0 0

Valor de la resistencia promedio 1N4004 𝑟𝑝𝑟𝑜𝑚 =

∆𝑉𝑑 ∆𝐼𝑑

Ec 1.

Diodos: Curva característica del diodo

𝑟𝑝𝑟𝑜𝑚 =

0.8 𝑉 − 0,7𝑉 150.342𝑚𝐴 − 0𝑚𝐴

𝑟𝑝𝑟𝑜𝑚 =

Curva en polarización inversa – Diodo 1N4148

0.1 𝑉 150.342𝑚𝐴

𝑟𝑝𝑟𝑜𝑚 = 0,66Ω

Figura 9. Polarización en Inversa en Multisim. Tabla 6. Datos de simulación polarización en Inversa

Figura 7. Grafica curvas características del diodo 1N4004.

Curva en polarización directa – Diodo 1N4148

Vd(V) 0 -1,0 -1,5 -2,0 -2,5 -3,0 -4,5

Id(A) 0 −1,06𝑥10−6 −1,42𝑥10−6 −2,13𝑥10−6 −2,48𝑥10−6 −2,84𝑥10−6 −4,44𝑥10−6

Vd(V) -5,0 -5,5 -6,0 -6,5 -7,0 -7,5 -8,0

Id(A) −4,79𝑥10−6 −5,33𝑥10−6 −5,86𝑥10−6 −6,39𝑥10−6 −6,93𝑥10−6 −7,82𝑥10−6 −7,82𝑥10−6

Valor de la resistencia promedio 1N4148 𝑟𝑝𝑟𝑜𝑚 =

0,8 𝑉 − 0,7𝑉 61,80𝑚𝐴 − 0𝑚𝐴

𝑟𝑝𝑟𝑜𝑚 =

0.1 𝑉 0,0618𝐴

𝑟𝑝𝑟𝑜𝑚 1,61Ω

Figura 8. Polarización en Directa en Multisim. Tabla 5. Datos de simulación polarización en Directa Vd(V) Id(A) Vd(V) Id(A) Vd(V) Id(A) 0 0,131 12,28 0 0,54 0,68 0,283 18,37 0,1 1,05𝑥10−7 0,56 0,70 0,811 25,67 0,2 4,27𝑥10−7 0,58 0,72 1,39 33,51 0,3 0,60 0,74 1,27𝑥10−5 0,00052 2,55 42,12 0,4 0,62 0,76 0,022 4,58 51,89 0,5 0,64 0,78 0,079 7,77 61,80 0,52 0,66 0,8

Figura 10. Grafica curvas características del diodo 1N4148.

Diodos: Curva característica del diodo

Curva en polarización directa – Diodo 1N5234B

Curva en polarización inversa – Diodo 1N5234B

Figura 13. Polarización en Inversa en Multisim. Figura 11. Polarización en Directa en Multisim. Tabla 7. Datos de simulación polarización en Directa Vd(V) Id(A) Vd(V) Id(A) Vd(V) Id(A) 0 ---0,54 294n 0,68 50,8u 0,1 101p 0,56 637n 0,70 145u 0,2 202p 0,58 1,37u 0,72 299u 0,3 327p 0,60 2,96u 0,74 702u 0,4 2,76n 0,62 6,30u 0,76 1,38m 0,5 63,2n 0,64 13,2u 0,78 3,02m 0,52 136n 0,66 26,6u 0,8 5,99m

Tabla 9. Datos de simulación polarización en Inversa

Vd(V) 0 -1,0 -1,5 -2,0 -2,5 -3,0 -4,5

Id(A) 0 -1,01p -1,51p -20,21n -25,31n -30,21n -46,19n

Vd(V) -5,0 -5,5 -6,0 -6,1 -6,2 -6,25 -6,3

Id(A) -50,36n -55,96n -130,23u -613,18u -19,976m -61,389m -129,15m

Figura 14. Polarización en Inversa en Tinkercad. Figura 12. Polarización en Directa en Tinkercad Tabla 8. Datos prácticos de polarización en Directa Vd(V) Id(mA) Vd(V) Id(mA) Vd(V) Id(mA) 0 ---0,54 --0,68 --0,1 ---0,56 1,86m 0,70 --0,2 ---0,58 5,91m 0,72 --0,3 ---0,60 11,1m 0,74 --0,4 0 0,62 26,8m 0,76 --0,5 --0,64 59,0m 0,78 --0,52 --0,66 133m 0,8 ---

Tabla 10. Datos prácticos de polarización en Inversa

Vd(V) 0 -1,0 -1,5 -2,0 -2,5 -3,0 -4,5

Id(A) 0 0 0 0 0 0 0

Vd(V) -5,0 -5,5 -6,0 -6,5 -7,0 -7,5 -8.0

Id(A) 0 0 0 -4,33m -13,2m -21,0m -30,6m

Diodos: Curva característica del diodo

2. La Rz puede cambiar según el voltaje

Figura 15. Grafica curvas características del diodo 1N5234B. Valor de la resistencia promedio 1N5234B 𝑟𝑝𝑟𝑜𝑚 = 𝑟𝑝𝑟𝑜𝑚 =

∆𝑉𝑑 ∆𝐼𝑑

Ec 1.

0.8 𝑉 − 0,7𝑉 5,99𝑚𝐴 − 0𝑚𝐴

𝑟𝑝𝑟𝑜𝑚 =

0.1 𝑉 0,00599𝑚𝐴

𝑟𝑝𝑟𝑜𝑚 = 16,69Ω

Valor de Is 1N5234B −4,086𝑛𝐴 Valor de Vz 1N5234B 𝑃𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑓𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖ó𝑛: 6,2𝑉 Valor de Rz 1N5234B −6,2𝑉 = 310,37𝑚Ω −19,976𝑚𝐴

CONCLUSIONES 1. El diodo zeler es el único que conduce la corriente cuando se trata de polarización inversa y esto lo hace desde el voltaje indicado en su datasheet.

y la corriente en la que se mida en el diodo zeler. 3. Se observa el fenómeno de polarización directa e inversa y la respuesta del diodo, con esto se comprueba que cuando el diodo esta en polarización directa conduce corriente, pero en inversa no lo hace o lo hace en cantidades muy mínimas.

REFERENCIAS [1]

C. F. Maiker et al., “Curva caracteristica del diodo,” pp. 1–4, 2015.