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Cuestionario del Diodo Semiconductor. Mario Iván González Barrios. UNAM, Facultad de Estudios Superiores Aragón. Ingeniería Eléctrica y Electrónica.

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ABSTRACT: Questionnaire of the Diode, its applications and exercises to finish the first chapter. KEY WORDS: Diode and Aplicattions. RESUMEN: Cuestionario del Diodo, sus aplicaciones y ejercicios para terminar el primer capítulo. PALABRAS CLAVE: Diodo y Aplicaciones. I. PREGUNTAS 1.- ¿De qué elementos suelen estar construidos las uniones semiconductoras? De material tipo N y tipo P constituidos por tres semiconductores frecuentemente utilizados en la construcción de dispositivos electrónicos como lo son el Germanio (Ge), Silicio (Si) y Arseniuro de Galio (GaAs). 2.- ¿Cómo se crea un cristal de tipo N y u uno de tipo P? Tanto los materiales tipo n como los tipo p se forman agregando un número predeterminado de átomos de impureza a una base de silicio. Un material tipo n se crea introduciendo elementos de impureza que contienen cinco electrones de valencia (pentavelantes), como el antimonio, el arsénico y el fósforo. El material tipo p se forma dopando un cristal de germanio o silicio puro con átomos de impureza que tienen tres electrones de valencia (trivalentes). Los elementos más utilizados para este propósito son boro, galio e indio.

3.- ¿Cuál es la tensión umbral de un Diodo de Silicio y Germanio? Para el Diodo de Silicio su tensión umbral es de 0.7V y 0.3V para el Germanio 4.- ¿A que llamamos región Zener o de ruptura? Existe un punto donde la aplicación de un voltaje demasiado negativo producirá un cambio abrupto de las características. La corriente se incrementa muy rápido en una dirección opuesta a la de la región de voltaje positivo. Si el potencial de polarización en inversa aumenta, habrá un valor de tensión VZ en el que dicho Diodo se destruirá. Este valor se le conoce como potencial Zener y su símbolo es VZ. 5.- ¿Cuál será el valor medio de la tensión de salida de un rectificador monofásico de media onda? Si la tensión máxima es de 127V y considere Vf = 0.7V 𝑉𝑚𝑎𝑥 − 𝑉𝑓 𝜋 127𝑉 − 0.7𝑉 𝑉𝑚𝑒𝑑 = 𝜋 𝑉𝑚𝑒𝑑 = 40.2025 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠 𝑉𝑚𝑒𝑑 =

6.- ¿Cuál será el valor medio de la tensión de salida de un puente rectificador monofásico de onda completa? Si la tensión máxima es de 311V y considere Vf = 0.7 2(𝑉𝑚𝑎𝑥 − 𝑉𝑓) 𝜋 2(311𝑉 − 0.7) 𝑉𝑚𝑒𝑑 = 𝜋 𝑉𝑚𝑒𝑑 = 197.5431 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠 𝑉𝑚𝑒𝑑 =

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7.-Si a la salida del puente rectificador se tiene que conectar un Diodo LED, ¿qué valor deberá tener de la resistencia que se conecte en serie para que funcione correctamente sin deteriorarse? Considere que Vf del Diodo LED es igual a 3V y la corriente de excitación es de 30mA considere que la tensión media Vmed del rectificador es igual a 0.7V

Si el LED es rojo, VEncendido = 1.7V, por lo tanto: 24𝑉 − 1.7𝑉 15𝑚𝐴 𝑅 = 1.4866𝑘Ω

𝑅=

𝑉𝑅 = 𝑅𝐼 𝑉𝑅 = (1.4866𝑘Ω)(15𝑚𝐴) 𝑉𝑅 = 22.33 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠

Si 2(𝑉𝑚𝑎𝑥 − 𝑉𝑓) 𝜋 Despejando a 𝑉𝑚𝑎𝑥, tenemos lo siguiente: 𝑉𝑚𝑒𝑑 =

(𝑉𝑚𝑒𝑑)𝜋 𝑉𝑚𝑎𝑥 = + 𝑉𝑓 2 (0.7𝑉)𝜋 𝑉𝑚𝑎𝑥 = +3 2 𝑉𝑚𝑎𝑥 = 4.0995 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠 Por lo tanto, si 𝑉 = 𝑅𝐼 Despejando a la Resistencia (R), tenemos lo siguiente: 𝑉 𝐼 4.0995𝑉 𝑅= 30𝑚𝐴 𝑅 = 136.6519Ω 𝑅=

8.- ¿Cuál es la disipación de potencia de un Diodo de Silicio, con Vf=0.7 V? Si está circulando por el 1Amp 𝑃𝑑𝑖𝑠𝑖𝑝𝑎𝑑𝑎 = (𝑉𝑑)(𝐼𝑑) 𝑃𝑑𝑖𝑠𝑖𝑝𝑎𝑑𝑎 = (0.7𝑉)(1𝐴𝑚𝑝) 𝑃𝑑𝑖𝑠𝑖𝑝𝑎𝑑𝑎 = 0.7𝑊 9.-Si tiene un Diodo LED que hay que conectar a una tensión de 24V ¿Qué resistencia será necesario conectar en serie si se sabe que la corriente de excitación del Diodo es de 15mA y la caída de tensión directa es de 2V? Calcule la potencia de la resistencia que se conectó en serie.

Calculando la potencia de la resistencia, tenemos que: 𝑃𝑅 = (𝑉𝑅)(𝐼𝑅) 𝑃𝑅 = (22.3𝑉)(15𝑚𝐴) 𝑃𝑅 = 334.5𝑚𝑊 10.-Construir un circuito limitador con Diodos de Silicio de forma que a su entrada de Vmax=15V y a la salida se obtenga el semiciclo positivo a 1.4V y el negativo a 4.2V y que la Imax no supere los 20mA y Vf=0.7V.

3 RECONOCIMIENTOS. Doy un sincero agradecimiento a la escuela, la máxima casa de estudios, la UNAM, por brindarme conocimientos y apoyos en ámbitos tanto académicos, profesionales y personales que gracias a ellos forman grandes personas y el futuro del país. REFERENCIAS. A. [1]

ROBERT L. BOYLESTAD, LOUIS NASHELSKY, Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos, 12ª ed., PEARSON EDUCACIÓN. S.A., México, 2009 B.

[3]

Libros.

Apuntes

Curso de Electrónica de Potencia Profesor: Dr. Patricio Martínez Zamudio SEMBLANZA.

Mi nombre es Mario Iván González Barrios y nací en la Ciudad de México el 4 de Mayo de 1997; donde he vivido toda mi vida. Desde niño, era muy hiperactivo, hacia deporte, ejercicio y cosas que me mantuvieran activo, también descubrí que me intrigaba el cómo y el porqué de las cosas, tenía un espíritu aventurero y poco a poco me fui adentrando al mundo de las matemáticas y por eso decidí estudiar una carrera como la ingeniería. Ahora no tengo tanto tiempo para hacer todas las cosas que me gustan, pero se que es un esfuerzo que valdrá la pena, para todo hay tiempo, solo es cuestión de enfocarte y ser decidido, no cuestionar, ser humilde y agradecido.