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• Mauricio Tello

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Electrónica - Laboratorio

Laboratorio N° 2

“DIODOS SEMICONDUCTORES”

Electrónica – Laboratorio

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“Diodos Semiconductores” 1. Objetivos Al terminar este laboratorio, Ud. Habrá aprendido a 1. 2. 3. 4.

Identificar los diferentes tipos de diodos semiconductores. Identificar el ánodo y cátodo de los diodos. Comprobar el estado del diodo al Polarizarlo directa e inversamente, detectar fallas en los diodos. Medir las formas de onda de entrada y salida de un circuito rectificador básico utilizando el osciloscopio. 5. Trabajar eficazmente en equipo. 6. Aplicar las normas de seguridad en el laboratorio

2. Introducción Teórica CONCEPTOS BASICOS: 1. El diodo es un dispositivo semiconductor que esta hecho de silicio o germanio. 2. Los elementos de un diodo son el ánodo y el cátodo 3. El diodo se comporta idealmente como un interruptor, cuando esta polarizado directamente conduce (cerrado), polarizado inversamente no conduce (abierto). 4. Para que un diodo entre en conducción debe polarizarse directamente y entre ánodo y cátodo una caída de tensión que depende del tipo y material del diodo. 5. Los principales diodos son de Silicio, de Germano, de Conmutación, Zener, LED Los diodos son dispositivos semiconductores formados por dos capas P-N , que son empleados como rectificadores, limitadores , reguladores de voltaje multiplicadores de voltaje , visualizadores , gracias a su propiedad de conducción cuando esta polarizado directamente. Dependiendo del tipo de material pueden requerir en sus extremos ánodo y cátodo una tensión de (0.2 a 0.3> si es de germanio y, (O.6 a 0.7 y> si es de silicio, en el caso de los diodos Led el voltaje puede variar entre (1.2 y 2,5 y) Las característica técnicas principales son La corriente máxima (lo max.) en sentido directo y el voltaje inverso de pico (PIV) o voltaje de ruptura. Los diodos Zener se polarizan inversamente y sus características son Voltaje & regulación zener y Corriente o potencia máxima l omax o P max.). Los diodos LED son utilizados como indicadores en paneles, tableros, tarjetas, etc. y se encuentran en colores como rojo, verde, amarillo, naranja o también Infrarrojo y Láser. Un LCD tiene una vida extremadamente larga comparada con las lámparas de cualquier clase. Un LED emitirá luz por siempre si es operado a la corriente apropiada.

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CLASIFICACION DE LOS DIODOS Por el tipo de Material utilizado SILICIO Soporte alto PIV (alrededor de 1000v) Soporta alta corriente Soporte alta temperatura (2000C) Requiere de 0.6 a 0.7 voltios para polarizarse directamente Respuesta de frecuencia es baja

GERMANIO Bajo PIV (menor de 400 y) Soportan poca corriente Temperaturas menores a 1000 °F Requieren 0.2 voltios Respuesta de frecuencia es alta

Preparación El estudiante deberá de estudiar el capitulo 1y 2 de su texto y los capítulos referentes a diodos del libro Electrónica Teoría de Circuitos de Boylestad y/o Principios de Electrónica de Malvino. Además revisar la siguiente pagina de Internet. http://enciclopedia.us.es/index.php/Diodo

3. Equipos y Materiales • • • • • • • • • • •

Osciloscopio de dos canales Generador de funciones Fuente de alimentación 5VDC, 12 VDC Multímetro Protoboard Diodos de silicio 1N4007 Diodo de germanio ECG 109 Diodo de conmutación 1N4148 Diodo Zener 1N 4733A Diodo LED rojo ECG 3007 Resistencias de 330Ω ½ W Resistencia de 1 KΩ, ½ W

4. Procedimiento Parte I: Características de los Diodos Semiconductores 1. Identifique y anote las principales características de los diodos mostrados en la figura, use el Manual ECG o consulte las Hojas técnicas en línea: http://www.datasheetcatalog.net/es/ 1N4007 Tipo de Diodo................................................Material:.......................... Características Técnicas: Voltaje inverso de Pico (PIV): ...................... Corriente Máxima:…………………………... 1N4148 Tipo de Diodo.................................................Material:.................. Características Técnicas: Voltaje inverso de Pico (PIV): ...................... Corriente Máxima:…………………………...

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ECG 109 o NTE 109 Tipo de Diodo.......................................Material:.................................... Características Técnicas: Voltaje inverso de Pico (PIV): ...................... Corriente Máxima:…………………………...

1N4733A Tipo de Diodo................................................................................ Características Técnicas: Voltaje Zener:.......................... Corriente Máxima:………………Potencia Máxima:……………… ECC3007 Tipo de Diodo:............................................................................... Características Técnicas: Corriente Máxima:…………………….. Voltaje inverso de pico (PIV): ………………………… Parte II: Prueba de Diodos Semiconductores 2.1 Usando el multímetro digital, seleccione la prueba de diodos, elija el diodo rectificador de silicio 1N4007 y conecte el instrumento tal como se muestra en la figura. Anotar los valores indicados en la pantalla del multímetro digital a) Polarización Directa

b) Polarización Inversa

fig2 ............................................................

..................................................

2.2. Repita la prueba de medición para cada uno de los diodos indicados en la tabla 1 y anote los datos. Prueba en Polarización

Diodo de Germanio ECG 109

Diodo de Conmutación 1N4148

Directa Inversa

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Diodo Led

Diodo Zener

ECG 3007

1N4733

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Parte III: Circuito con Diodos Semiconductores 3.1 Utilizando el diodo le silicio 1N4007, implemente el circuito mostrado en la figura 1.

Mida el voltaje en los extremos del diodo y luego en los extremos de la resistencia, anote los resultados.

Voltaje de la Fuente VDC

Voltaje en el Diodo

Voltaje en la Resistencia

Calculo de la Corriente en la Resistencia

3.2. Invierta la polaridad del diodo y realice nuevamente las mediciones, anote los resultados. Voltaje de la Fuente VDC

Voltaje en el Diodo

Voltaje en la Resistencia

Corriente en la Resistencia

3.3. Comente los resultados obtenidos: …………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 3.4 Implemente el circuito mostrado en la figura 2

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Tecsup R1 330 ohm

D1 LED1

+ V1 5V

3.5 ¿Qué observa en el Diodo LED?:……………………………………………………………….. 3.6 Calcular la corriente que pasa por el diodo:…………………………………………………… 3.7 ¿Qué sucede cuando invierte la polaridad del Diodo LED?………………………………….. Parte IV: COMPORTAMIENTO DINAMICO CON SEÑAL ALTERNA DEL DIODO 4.1 Utilizando el diodo de conmutación 1N4148, implemente el circuito mostrado en la figura 3 4.2 Obtenga del Generador de Funciones una señal cuadrada de 10 Vpp a una frecuencia de 1KHz. CH1

B

1N4148 D1

V1 5/5V

CH2

A

R1 1k

1000 Hz

Figura 3 4.3 Conecte el canal CH1 en paralelo con el Generador de Funciones punto (B) y el canal CH2 ( A) en paralelo a la Resistencia R1. 4.4 Graficar las formas de onda obtenida en cada canal del Osciloscopio( ambos canales deben estar en la escala de 5 Volt/div y el CH2 con el selectos en DC

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Forma de onda de la señal de Entrada (Canal CH1)

Forma de onda de la señal de Salida (Canal CH2)

Describa lo observado: . ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... 4.5 Implemente el circuito de la figura 4. 20

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4.6 Utilizando el voltímetro digital en VDC , mida las tensiones en cada uno de los elementos y complete la tabla. Tensión en el Tensión en el Diodo Rectificador Diodo Zener

Tensión en el Diodo LED

Tensión en la Resistencia R3

Tensión en la Resistencia R1

4.7 Mida las corrientes por las resistencias R1 y R3 y el Diodo Zener y completar la tabla Corriente en el Diodo Rectificador

Corriente en el Diodo Zener

Corriente en el Diodo LED

Corriente en la Corriente en la Resistencia R3 Resistencia R1

4.8 Implemente el circuito mostrado en la figura 5, obtenga del generador de funciones una señal TTL ( pulsos cuadrados positivos de 5 Vdc).

Describa lo observado:.............................................................................................................. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................

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Informe Carátula Deberá contener lo siguiente: 1. Logo de la institución. 2. Nombre del curso. 3. Nombre del laboratorio 4. Nombres de los integrantes 5. Sección a la que pertenecen 6. Fecha de realización 7. Fecha de presentación. 8. Nombre del Profesor Fundamento Teórico Deberá ser conciso y redactado con lenguaje propio. Estará basado en las lecturas recomendadas o cualquier otra información relacionada con el tema. No debe exceder de una página Resultados del Laboratorio El informe deberá de constar de los siguientes puntos: I. II. III.

IV.

Resultados del procedimiento desarrollado en el laboratorio indicando con claridad las mediciones tomadas y los gráficos de las señales de acuerdo a las escalas tomadas. ( No Copiar toda la guía de laboratorio ) Explique sustentando con fundamentos teóricos los resultados obtenidos en el laboratorio Calcule y desarrolle el procedimiento completo para obtener el valor de la corriente en R1 en el siguiente circuito.

Observaciones y Conclusiones.

NOTA: 1. La presentación del informe se realiza al ingresar al Laboratorio. En la clase siguiente a su realización. 2. Se tomará en cuenta las reglas de ortografía en la redacción del informe. 3. La evaluación de observaciones y conclusiones se realizará del siguiente modo: Observaciones: se resaltan los logros alcanzados y también las dificultades o errores de carácter técnico que pudiera haber encontrado el alumno en el desarrollo de las tareas, respaldados por los cálculos o gráficos pertinentes si fuese el caso. Conclusiones: esta parte contiene la síntesis de los resultados alcanzados a la finalización del experimento.

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LABORATORIO N° 2 APLICACIÓN DE LO APRENDIDO 1.- ¿Qué clase de dispositivo es un diodo? ……………………………………............................................................................ 2.- ¿Cómo está polarizado un diodo que no conduce? ……………………………………………………………………….………………….. 3.- ¿Cuál es la diferencia entre un diodo LED y un diodo rectificador? .............................................................................................................................. 4.- Describa el comportamiento del diodo ideal ………………………………………………………………......................................... 5.- ¿Que Diodo se polariza inversamente para que funciones como regulador de voltaje? ………………………………………………………………………………………………. 6.- ¿Qué características debe tener un Diodo para aplicarlo como interruptor rápido? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Apellidos y Nombres:…………………………………………..…… Grupo:…… Mesa:……..

PUNTAJE:

Trujillo, 2010 TECSUP

Laboratorio

Diodos Semiconductores TECNOLOGIA MECANICA ELECTRICA Rúbrica

g.

Identifican, analizan y resuelven problemas técnicos en sistemas electromecánicos.

Curso:

ELECTRONICA

Ciclo:

Actividad:

Laboratorio 02: Diodos Semiconductores.

Semana:

Nombre y apellido del alumno:

Sección:

Docente:

Observaciones

Periodo:

Fecha:

III

Documentos de Evaluación Hoja de Trabajo

X

Archivo informático

Informe Técnico

Planos

Caso

Otros:

Excelente

Bueno

Requiere Mejora

No aceptabl e

4

3

2

0

3

2

0

3

2

0

Puntualidad, Limpieza y Seguridad.

3

2

0

Aplicación de lo aprendido

3

2

0

Informe: Caratula, Redacción, Ortografía, Conclusiones

3

2

0

CRITERIOS A EVALUACIÓN Identifica y prueba el estado de los diodos semiconductores Implementa circuitos básicos con diodos Analiza e interpreta los resultados

4

Puntaje Logrado

Puntaje Total

Comentarios al alumno: (De llenado obligatorio)

Descripción

Puntaje Excelente

4

Completo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo todos los requerimientos.

Bueno

3

Entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo la mayoría de requerimientos.

Requiere mejora

2

Bajo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo pocos de los requerimientos.

No Aceptable

0

No demuestra entendimiento del problema o de la actividad.

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ANOTACIONES ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………. ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………. ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………. ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………. ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………. ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………. ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………. ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………. ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… …………. ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………

Laboratorio

Diodos Semiconductores

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