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EL DIODO POLARIZACIÓN DEL DIODO DIODO IDEAL DIODO REAL CARACTERIZACIÓN VOLTAJE-CORRIENTE 2015-1 Prof. Gustavo Patiño. M.Sc. Ph.D MJ 12- 14 19-03-2015

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  • EL DIODOPOLARIZACIN DEL DIODODIODO IDEALDIODO REALCARACTERIZACIN VOLTAJE-CORRIENTE

    2015-1Prof. Gustavo Patio. M.Sc. Ph.DMJ 12- 1419-03-2015

    Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

  • TABLA DE CONTENIDOElectrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • DIODO SEMICONDUCTOREl dispositivo electrnico no lineal ms simple se conoce como diodo. Un diodo est compuesto de dos materiales semiconductores diferentes colocados juntos de tal forma que la carga fluye fcilmente en una direccin, pero no en direccin contraria.Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • DIODO SEMICONDUCTOR (2)En su forma ms simple, no lineal significa que la aplicacin de la suma de dos voltajes produce una corriente que no es la suma de las dos corrientes resultantes por separado.El comportamiento del diodo depende de la polaridad de la tensin aplicada. Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • POLARIZACIN DEL DIODODepletion Region = Zona de AgotamientoElectrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • POLARIZACIN DEL DIODO (2)Como el diodo es un dispositivo de dos terminales, la aplicacin de un voltaje a travs de sus terminales permite tres posibilidades:

    Sin polarizacin (Vs = 0 voltios): en ausencia de un voltaje de polarizacin aplicado, el flujo neto de la carga en cualquier direccin para un diodo semiconductor es cero.Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • POLARIZACIN DEL DIODO (3)Polarizacin inversa : a la corriente que existe bajo las condiciones de polarizacin inversa se le llama corriente de saturacin, y se representa mediante IS.

  • POLARIZACIN DEL DIODO (4)Polarizacin directa : un diodo semiconductor tiene polarizacin directa cuando se ha establecido la asociacin tipo p y polaridad positivay tipo n y polaridad negativa.

  • Fig. 3.1 The ideal diode: (a) diode circuit symbol; (b) i-v characteristic; (c) equivalent circuit in the reverse direction; (d) equivalent circuit in the forward direction.EL DIODO IDEAL

  • APLICACIN DEL DIODO IDEAL COMO RECTIFICADORElectrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • APLICACIN DEL DIODO IDEAL COMO RECTIFICADOR (2)

  • CARACTERSTICA DE TRANSFERENCIA DE LOS CIRCUITOS CON DIODOSEl voltaje de salida de un circuito con diodos depende de si el diodo est encendido o apagado, incluso en los casos en que el voltaje de entrada cambia con el tiempo.Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • CARACTERSTICA DE TRANSFERENCIA DE LOS CIRCUITOS CON DIODOS (2)La caracterstica de transferencia de un circuito es la relacin entre el voltaje de salida y el voltaje de entrada.Indica la manera en que el voltaje de salida cambia con respecto al voltaje de entrada y es independiente de la forma de onda de entrada.Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • DIODOS REALESLa caracterstica que distingue a un diodo real de uno ideal, es que el diodo real experimenta una cada de voltaje finita cuando conduce. Esta cada se encuentra por lo general dentro del intervalo de 0.5 V a 0.7 V.Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • En la zona directa se puede considerar como un generador de tensin continua, tensin de codo (0.5-0.7 Volts para el silicio, y 0.2-0.4 V para el germanio). Cuando se polariza en inversa se puede considerar como un circuito abierto. Cuando se alcanza la tensin inversa de disrupcin (zona inversa) se produce un aumento drstico de la corriente que puede llegar a destruir al dispositivo.

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  • CARACTERSTICAS DE LOS DIODOS REALESEn la siguiente figura se muestra la caracterstica voltaje-corriente (v-i) de un diodo real, la cual puede aproximarse con una ecuacin conocida como ecuacin de Shockley:

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  • CARACTERSTICAS DE LOS DIODOS REALES (2)Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • CARACTERSTICAS DE LOS DIODOS REALES (3)

  • CARACTERSTICAS DE LOS DIODOS REALES (4)VT es una constante llamada voltaje trmico, y esta dado por:Donde q = carga del electrn = 1.6022*10-19 coulomb. TK = temperatura absoluta en grados Kelvin = 273 + Tcelsius.k = constante de Boltzmann = 1.3806*10-23 J por grado Kelvin.Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • CARACTERSTICAS DE LOS DIODOS REALES (5)El Voltaje trmico VT es aproximadamente 25.85mV en 300K, una temperatura cercana a la temperatura ambiente, muy usada en los programas de simulacin de circuitos.Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • Fig. 3.8 The diode i-v relationship with some scales expanded and others compressed in order to reveal details. Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • DIODO IDEAL VS DIODO REAL

  • REGIN DE POLARIZACIN DIRECTA (VD>0)Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • REGIN DE POLARIZACIN DIRECTA (VD>0)

    El diodo conduce completamente cuando vD es mayor que VTD.Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • REGIN DE POLARIZACIN INVERSA (VD
  • REGIN DE RUPTURAVoltaje inverso es alto, en general > 100V.Si la magnitud del voltaje inverso excede el voltaje de ruptura VBR (VZK), la corriente inversa IBV se incrementa rpidamente, con un pequea cambio del voltaje inverso.El funcionamiento en la regin de ruptura no destruye el diodo, siempre que la disipacin de potencia (PD=vDiD) se mantenga dentro del nivel de seguridad dado por el fabricante.Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • EFECTOS DE LA TEMPERATURAIS depende de la temperatura de unin Tj y se incrementa a razn de 7.2% / oC, en diodos de silicio y germanio.

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  • Como el diodo se polariza directamente, la corriente iD se relaciona con el voltaje del diodo vD de acuerdo a la ecuacin de Shockley:ANLISIS DE CIRCUITOS CON DIODOS REALES

  • MTODOS DE SOLUCIN DE CIRCUITOS CON DIODOSElectrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • MTODO GRFICOElectrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • Recta de carga.Punto de operacin Q.Voltaje de polarizacin y corriente de polarizacin del diodo.MTODO GRFICO (2)

  • PUNTO QConocido tambin como punto de operacin de un dispositivo semiconductor.En el diodo, dicho punto Q corresponde a la coordenada DC (VD, ID), el cual es fijo para cada diodo en un determinado circuito.El punto Q es definido porLas fuentes DC y resistencias que posea el circuito al cual pertenece el diodo.Lnea de carga DC. La estructura interna del diodo Indicada por la curva del diodo dada por el fabricante.

  • MTODOS ALTERNATIVOSMtodo iterativoMtodos de aproximacinModelo lineal por partesModelo de cada constante de voltajeElectrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • MTODO ITERATIVOProceso iterativo a partir de un punto arbitrario a, siguiendo luego la recta de carga y la caracterstica no lineal del diodo y as sucesivamente hasta encontrar Q.Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • MTODO ITERATIVO (2)Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • MTODO ITERATIVO (3)Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • MTODO DE APROXIMACINEs adecuado en muchas aplicaciones, y es til como punto de partida en el diseo de un circuito.Modelo de cd lineal por partes.Modelo de cd con cada de voltaje constante.

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  • Mtodo de aproximacinModelo lineal por partesElectrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • MTODO DE APROXIMACINMODELO LINEAL POR PARTES (2)Este modelo determina el valor de rD en el punto Q.Si el punto Q cambia como consecuencia de las variaciones de la resistencia de carga R o del valor de la fuente de cd VDD, el valor de rD tambin lo har.

  • Mtodo de aproximacinModelo de cada constante de voltajeElectrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • MTODO DE APROXIMACINMODELO DE CADA CONSTANTE DE VOLTAJE (2)Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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  • APLICACIONES DEL DIODO SEMICONDUCTOR

  • APORTE DEL ESTUDIANTEPara el estudiante:En tu tiempo extra-clase, de qu manera puedes complementar el contenido dado en esta clase ?Qu informacin adicional complementa y ayuda a comprender mejor el contenido de estas diapositivas ?Qu preguntas te surgen de esta clase?Qu respuestas le das a dichas preguntas?Busca ms bibliografa e informacin adicional que complemente tus respuestas y el contenido de esta clase.Consulta oportunamente al profesor del curso para complementar tus respuestas y resolver tus dudas restantes. Electrnica Anloga I. Facultad de Ingeniera. Universidad de Antioquia. 2015-1

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