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• Paco Rooney Ruiz

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UTT

ANA LILIA CHAVEZ VILLAFAN MARIO MANUEL VICTORIA SALOME FRANCISCO RUIZ MENDEZ JOSE MANUEL TORRES CAMPOS PORFIRIO ROJAS OLIVARES

[DIODOS SEMICONDUCTORES] PRACTICA DE CIRCUITO.

MANTENIMIENTO ÁREA INDUSTRIAL PROGRAMACIÓN DE PRÁCTICAS TÍTULO DE LA PRÁCTICA :

Diodos Semiconductores

ASIGNATURA:

PRÁCTICA NÚMERO: 1

Electrónica Analógica.

UNIDAD TEMÁTICA: TEMA:

I

Diodos

No. DE PARTICIPANTES RECOMENDABLE:

4 LUGA Laboratorio 5 R:

DURACIÓN:

2 Hrs

OBJETIVO DE LA PRÁCTICA:

1. Conocer el funcionamiento del diodo semiconductor típico así como su comprobación, identificación de terminales y su polarización.

1 Multimetro 4 Diodos 1N4007 3 Resistencias de 1kΩ 3 Resistencias de 2k2Ω MATERIAL Y 3 Resistencias de 3k3Ω EQUIPO : 1 Resistencia de 1 Fuente de +12 Vc.c. 1 Protoboard 10 Cables telefónicos INSTRUCCIONES Y/O RECOMENDACIONES DE LA PRÁCTICA: Realiza lo que se te indica en cada punto.

PROCEDIMIENTO: 1. El alumno implementara el circuito 1 y obtendrá los datos solicitados en la tabla 1. 2. El alumno implementara el circuito 2 y obtendrá los datos solicitados en la tabla 2. 3. El alumno implementara el circuito 3,4 y obtendrá los datos solicitados en la tabla 3. 4. CONCLUSIONES DEL ALUMNO:

CRITERIOS DE DESEMPEÑO A

EVALUAR

OBSERVACIONES DEL MAESTRO:

CALIFICACIÓN DEL ALUMNO:

Cuestionario Se incluyen en cada uno de los circuitos. MARCO TEORICO. El diodo semiconductor se trata de un componente que presenta una baja resistencia al paso de la corriente cuando se polariza directamente haciendo que su cátodo sea negativo respecto al ánodo. En caso contrario (Polarización inversa), la resistencia que presenta es muy elevada e impide el paso de corriente a su través. La figura 1.1 muestra su estructura interna así como el símbolo y la forma del diodo modelo IN4007.

Figura 1.1 Estructura, símbolo y forma de un diodo semiconductor Algunos multimetros permiten la comprobación del estado interno del diodo. En la escala de selección tienen representado su símbolo. Las puntas de prueba se conectan con sus terminales, la negra con el cátodo (franja) y la roja con el ánodo. El instrumento mide la tensión de umbral, unos 600mV para el diodo de silicio y unos 300mV en el caso del germanio. Si el instrumento no mide dicha tensión es, bien porque se han colocado las puntas de prueba al revés, o porque el componente está estropeado. Véase la Figura 1.2.

Figura 1.2 Comprobación del estado de un diodo de silicio

INTRODUCCIÓN: En esta práctica se desarrollara los diodos semiconductores, por medio de un circuito. Se llevara acabo el procedimiento del circuito, tomando sus medidas que genera (voltaje e intensidad de corriente) y así poder comprobar los datos teóricos con los prácticos. Contara también con una parte teórica; en donde se definirá el concepto principal para saber como se emplea. MARCO TEÓRICO: El diodo semiconductor es el dispositivo semiconductor más sencillo y se encuentra en cualquier circuito electrónico. Existen diodos de silicio (la más utilizada) y de germanio. Teniendo como símbolo (A - ánodo, K cátodo). Constan de dos partes, una llamada N y la otra llamada P, separados por una juntura llamada barrera o unión. Esta barrera o unión es de 0.3 voltios en el diodo de germanio y de 0.6 voltios aproximadamente en el diodo de silicio. Operación de un diodo El semiconductor tipo N tiene electrones libres (exceso de electrones) y el semiconductor tipo P tiene huecos libres (ausencia o falta de electrones). Cuando una tensión positiva se aplica al lado P y una negativa al lado N, los electrones en el lado N son empujados al lado P y los electrones fluyen a través del material P mas allá de los límites del semiconductor. De igual manera los huecos en el material P son empujados con una tensión negativa al lado del material N y los huecos fluyen a través del material N. En el caso opuesto, cuando una tensión positiva se aplica al lado N y una negativa al lado P, los electrones en el lado N son empujados al lado N y los huecos del lado P son empujados al lado P. En este caso los electrones en el semiconductor no se mueven y en consecuencia no hay corriente. El diodo se puede hacer trabajar de 2 maneras diferentes:

Polarización directa

Es cuando la corriente que circula por el diodo sigue la ruta de la flecha (la del diodo), o sea del ánodo al cátodo. En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha facilidad comportándose prácticamente como un corto circuito.

Polarización inversa Es cuando la corriente en el diodo desea circular en sentido opuesto a la flecha (la flecha del diodo), o sea del cátodo al ánodo. En este caso la corriente no atraviesa el diodo, y se comporta prácticamente como un circuito abierto. Este funcionamiento se refiere al diodo ideal, esto quiere decir que el diodo se toma como un elemento perfecto (como se hace en casi todos los casos), tanto en polarización directa como en polarización inversa. Aplicaciones del diodo Los diodos tienen muchas aplicaciones, pero una de las más comunes es el proceso de conversión de corriente alterna (C.A.) a corriente continua (C.C.). En este caso se utiliza el diodo como rectificador.

1. Completar la siguiente tabla con las medidas teórico – prácticas que se proponen. TEÓRICO PRÁCTICO VD1 VR1 IT VD1 VR1 IT 700 mv 11.3v 11.3mA 0.707v 11.03v 11.3mA 2. Intercambiar entre si de los cables de alimentación (Polarización inversa) y repetir nuevamente esas medidas. TEÓRICO PRÁCTICO VD1 VR1 IT VD1 VR1 IT 12v 0v 0 11.91v 0v 0 Trabajo personal A la vista de las medidas realizadas en el desarrollo anterior de la práctica, hace una descripción detallada del comportamiento del circuito.

CIRCUITO 1 D

1

IN4007 R 1 1 k + 1

2 V

Al realizar el circuito y poner la fuente su corriente con el diodo y la resistencia ambos tipos de polarización se cumple. Explicar y razonar de forma teórica cuáles serán las medidas obtenidas si suponemos que el diodo está estropeado y su cátodo queda en cortocircuito con el ánodo. Es una forma de polarización directa, entonces sus medidas serian las de la tabla 1. Ya que su cátodo tiene (-) y a la polarizarse con el ánodo (hueco) y su fuente este genera un corto circuito. Explica y razona de forma teórica cuales serán las medidas obtenidas si suponemos que el diodo está estropeado y el cátodo queda aislado del ánodo. Polarización inversa, sus medidas serian las de la tabla 2, porque la fuente llega con negativo al ánodo esto genera un circuito abierto que seria aislante.

CIRCUITO 2 +

1 2

3. Completar la siguiente tabla con las medidas teórico – prácticas que se proponen. TEÓRICO PRÁCTICO VD1 VD2 VR1 VR2 IT VD1 VD2 VR1 VR2 IT 700mv 700mv 10.6v 700mv 11.3mA 644mv 679mv 10.3v 678mv 11.3mA 2. Intercambiar entre si de los cables de alimentación (Polarización inversa) y repetir nuevamente esas medidas. TEÓRICO PRÁCTICO VD1 VD2 VR1 VR2 IT VD1 VD2 VR1 VR2 IT 12v 0v 0v 0v 0A 11.85 0 0 0 0A Trabajo personal A la vista de las medidas realizadas en el desarrollo anterior de la práctica, hace una descripción detallada del comportamiento del circuito.

V

R 1 1 k

D 1 IN4007

R 2 1 k

Al realizar el circuito 2 y poner la fuente con la corriente del diodo y la resistencia ambos tipos de polarización se cumple.

D 2 IN4007

Explicar y razonar de forma teórica cuáles serán las medidas obtenidas si suponemos que el D1 está estropeado y su cátodo queda en cortocircuito con el ánodo. Es una forma de polarización directa, entonces sus medidas serian las de la tabla 3. Ya que su cátodo tiene (-) y a la polarizarse con el ánodo (hueco) y su fuente este genera un corto circuito. Explicar y razonar de forma teórica cuáles serán las medidas obtenidas si suponemos que el D2 está estropeado y su cátodo queda en cortocircuito con el ánodo. Polarización inversa, sus medidas serian las de la tabla 4, porque la fuente llega con negativo al ánodo esto genera un circuito abierto que seria aislante.

4. Completar la siguiente tabla con las medidas teórico – prácticas que se proponen. TEÓRICO

1 2 V

R 1 1 k

R 2 2 . 2

D 1 I N 4

D 2 I N 4 0

0 0

VD2

VD3

VR1

VR2

VR3

IT

VD1

VD2

VD3

VR1

VR2

VR3

IT

700mv

700mv

700mv

11.3v

11.3v

11.3v

19.85A

648mv

577mv

649mv

11.2v

11.2v

11.2v

19.7

2. Intercambiar entre si de los cables de alimentación (Polarización inversa) y repetir nuevamente esas medidas. TEÓRICO PRÁCTICO

CIRCUITO 3

+

PRÁCTICO

VD1

7

R 3 3 . 3

k

0 7

k

D 3 I N 4 0

0 7

VD1

VD2

VD3

VR1

VR2

VR3

IT

VD1

VD2

VD3

VR1

VR2

VR3

IT

12v

0v

0v

0v

0v

0v

o

9.23

1.700

0.40

0v

0v

0v

0

Trabajo personal A la vista de las medidas realizadas en el desarrollo anterior de la práctica, hace una descripción detallada del comportamiento del circuito. Al realizar el circuito 2 y poner la fuente con la corriente del diodo y la resistencia ambos tipos de polarización se cumple. Explicar y razonar de forma teórica cuáles serán las medidas obtenidas si suponemos que el D2 está estropeado y su cátodo queda en cortocircuito con el ánodo. Es una forma de polarización directa, entonces sus medidas serian las de la tabla 3. Ya que su cátodo tiene (-) y a la polarizarse con el ánodo (hueco) y su fuente este genera un corto circuito. Explicar y razonar de forma teórica cuáles serán las medidas obtenidas si suponemos que el D3 está estropeado y su cátodo queda en cortocircuito con el ánodo. Polarización inversa, sus medidas serian las de la tabla 4, porque la fuente llega con negativo al ánodo esto genera un circuito abierto que seria aislante.

CIRCUITO 4 D

I N + 1

2

1

R

4

0

0 7

V

3

2

R 3 2 . 2

. 3 k

R 1 1 0 k

D 2 I N 4

0

k

Vo

0 7 D 3 I N 4

0

0 7 G

N

CIRCUITO 5 R

1

+

1

1

k

R 2 1 k

D

2 V

1

I N D R 3 2 . 2

k

I N

4

0 0

7

4

0 0

7

1

Vo

R 4 2 . 2 k

G

CONCLUSIONES:

N

D

D