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ASIGNATURA Laboratorio de Electronica Grupo Nº Mesa NºCARRERA: Ing. Industrial y de Procesos NombreNIVEL Y PARALELO: 4 - A Jonathan Paucay.Fecha realización : 1704/2015Fecha presentación informe: 27/04/2015

Práctica Nº 1

DIODOS

1. OBJETIVOSLogrado

Falta práctica

No logrado

Construir la característica volt-amperica del diodo. Construir circuito con diodo que cumpla la función and y or. Construir y medir características de circuitos rectificadores de media

onda y onda completa. Medir características de rectificador con filtro capacitivo.

2. CONCEPTOSRectificadores

Como explicamos en clases, la rectificación es el primer paso para convertir una señal ac en dc en el “power supply”.

Rectificadores de Media Onda: Los rectificadores de media onda eliminan la parte negativa o positiva de la señal. Dependiendo del circuito que utilicemos podemos obtener rectificación de media onda o de onda completa (ver figura 1). En la primera, sólo la mitad de la señal de entrada llega a la salida mientras que en la segunda se recupera la señal completa. La figura 2 muestra un circuito rectificador de media onda. Para una señal de entrada, vin = V m sen (ωt+φ), el voltaje de pico en la salida del circuito es: Vout = Vm−V T , donde VT es el voltaje de barrera del diodo. En el rectificador de media onda el voltaje dc de la señal de salida (rectificada) es Vdc = V m−V T π, y la frecuencia de la señal de salida es igual a la frecuencia de la señal de entrada (fO = fi).Como usted esperaría los rectificadores de onda completa también eliminan la parte positiva o negativa de la señal pero en la salida se recupera la onda completa tal como muestra la figura 1. Por esta razón estos rectificadores son mucho más eficientes que los primeros. En la figura 3 vemos un ejemplo de rectificador de onda completa construido utilizando un puente de 4 diodos. En este rectificador si el voltaje en la entrada es igual al anterior: vin = V m sen (ω t+φ), el voltaje de pico en la salida está dado por Vout = V m−2VT, donde VT es el voltaje de barrera del diodo. En el rectificador de onda completa el voltaje dc está representado por

,Y la frecuencia de salida es el doble de la frecuencia de entrada (f = 2fi).

INFORME DE PRÁCTICASDE LABORATORIOS Y TALLERES.

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3. ACTIVIDADES

Calcule la recta de carga de la figura 1 empleando el modelo ideal del diodo.

3.1 MATERIALES

Diodos 1N1004 Resistencia 4,5 ohms. Resistencia 1 kohms. Resistencia 2 kohms. Filtro de 100 uf Filtro 200uf. Voltímetro de Alta impedancia de entrada. Fuente de Alimentación.

3.2 PROCEDIMIETO

3.2.1 Deducir, con el multímetro digital, el ánodo y el cátodo del diodo 1N1004. Comentar el procedimiento.

3.2.2 Para el diodo 1N1004, anotar el valor de los siguientes parámetros proporcionados en las hojas características del fabricante.

IFmax Ptotmáx VRmax

200 m A 500 mW 100 V

3.2.3 Comentar el significado de cada uno de estos parámetros.

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Figura 1

3.2.3. En el circuito de la Fig. 1, dar a la resistencia "R" un valor adecuado (resistencia y potencia), para que la corriente que recorra el circuito sea aproximadamente la mitad de la corriente máxima que puede soportar el 1N1004 sin que éste se estropee.

Se colocó dos resistencias en paralelo de 7Ω para que el circuito nos pueda dar todos los valores exigidos por la tabla y no se estropee el diodo.

3.2.4 A partir de la curva característica I-V proporcionada para el 1N1004, deducir que le ocurre a la corriente directa "IF" cuando varía la temperatura.

Cuando la temperatura es mayor el diodo se dispara con un valor menor al establecido por el Datasheet (0.07) y a temperatura normal el diodo funciona correctamente de acuerdo a las especificaciones del fabricante.

3.2.5 Variando el valor del voltaje de la fuente "V" del circuito de la Fig. 1, rellenar la tabla de la Fig. 2. Téngase en cuenta lo observado en el apartado anterior (al pasar una corriente elevada por

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el 1N1004 éste se calienta).

VF (V) 0.4 0.5 0.6 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9

IF(mA) 0.032 0.30 2.2 26.16 69.77 171.09 414.05 855.02

Tabla 1

3.2.6. Con los datos de la tabla anterior, representar de forma aproximada, la característica I-V del 1N1004.

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Grafica I - V Tabla 1

VF(V)

IF(m

A)

3.2.7. Dado el circuito de la Fig. 3, trazar la recta de carga sobre la característica I-V proporcionada por el fabricante (a 25º C), y determinar el punto de trabajo.

Figura 2

3.2.10. Los circuitos de la Fig. 4 corresponden a dos puertas lógicas con diodos:

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Figura 4

3.2.11. Para cada una de ellas rellenar la tabla de la Fig. 5.

VA(volt) VB(volt) VY(volt) VA(volt) VB(volt) VY(volt)0 0 0.485 0 0 00 5 0.517 0 5 4.485 0 0.517 5 0 4.485 5 5 5 5 5

Figura 5

3.2.12. Transformar los valores altos de tensión de las tablas de la fig. 5 en "1" lógico y los valores bajos en un cero "0" lógico, y rellenar las correspondientes tablas de la fig. Fig. 6.

A B Y A B Y0 0 0 0 0 00 1 0 0 1 11 0 0 1 0 11 1 1 1 1 1

Figura 6

3.2.13. Indicar que tipo de puertas es cada uno de los circuitos y dibujar su símbolo lógico.

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Rectificación de media onda

3.3.1 Construya el circuito en la figura 7 utilizando una señal de entrada senoidal de 12 V, 60Hz, un diodo 1N4001 y un resistor de 1kΩ.

3.3.2 Utilizando los dos canales de su osciloscopio, observe los voltajes de entrada y salida y el efecto de rectificación.

3.3.3 Mida el voltaje de pico, voltaje dc de la señal rectificada (salida).Se observó en el osciloscopio que el voltaje pico de la señal (pk-pk) es de 16.2 voltios.

3.3.4 En su informe, compare ambas señales y discuta los resultados. Compare con los resultados esperados.

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Figura 7

Rectificación de onda completa 3.3.5 Construya el circuito en la figura 8 utilizando la misma señal de entrada del circuito anterior,

cuatro diodos 1N4001 y un resistor de 1k Ω. 3.3.6 Utilizando los dos canales de su osciloscopio, observe las señales de entrada y salida del

circuito. 3.3.7 Mida el voltaje de pico, voltaje dc y frecuencia de la señal rectificada.

Se observó en el osciloscopio que el voltaje pico de la señal (pk-pk) es de 15.6 voltios y la frecuencia de 120Hz

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3.3.8 En su informe, compare ambas señales y discuta los resultados. Compare con los resultados esperados.

3.3.9 No rompa el circuito ya que lo utilizará en la próxima parte.

Figura 8

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Rectificador de onda completa con filtro 3.3.10 Añada un capacitor de un 100 uF a la salida del circuito anterior como muestra la figura 4. 3.3.11 Observe el voltaje de salida y guarde la imagen de los cambios en la salida. Mida el voltaje

de rizo (pico a pico) y compare con los valor esperado.

3.3.12 Mida los cambios en el voltaje de rizo al a) duplicar la capacitancia, b) duplicar la resistencia de carga.

A) Voltaje de pico es 490 mV.

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B) Voltaje de pico es 541 mV.

3.3.13 En su informe, compare los resultados medidos con los esperados y discuta el efecto de los cambios en el capacitor, resistor.

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4. INVESTIGACIÓN

Busque el datasheet del diodo 1N1004, analice las característica del dispositivo especialmente las declarada en la tabla 1

4.1 ACTIVIDAD EXPLORATORIA

Investigue el funcionamiento de 1N1004 Investigue el funcionamiento un rectificador de media onda. Investigue el funcionamiento un rectificador de onda completo.

4.2 PREGUNTAS DE REFLEXION

¿Es suficiente obtener un resistor de 4.5ohm 0.5 watt para lograr los objetivos necesarios? Explique.

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: Escriba las conclusiones y recomendaciones, acerca del procedimiento que usted realizó, y basado en

el cumplimiento de objetivos. Si alguno de los indicadores no puede ser expresado cualitativamente explique su comportamiento.

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6. EVALUACIÓN

Criterios de EvaluaciónApreciación del Docente

Estudiante A Estudiante B Estudiante C

a. Realiza el Trabajo de Forma ordenada

b. Delega funciones para la realización eficiente y eficaz de la práctica.

c. Aplica el conocimiento teórico y práctico.

d. Presenta actividades exploratorias y de aplicación de acuerdo a los parámetros establecidos por la Facultad. Incluye bibliografía.

e. Concluye y recomienda objetivamente.

Puntaje: Logrado 2 puntos. Falta práctica. 1 punto. No logrado 0.

Observaciones (Docentes):

7. BIBLIOGRAFÍA

“1. Boylestad, Electronic Devices and Circuits, 7th Ed. -Cap. 2.7-2.8. Hojas de datos: 1N1004, 1N1003 etc.