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    Experiencia 1

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    ADRIAN LAURENTE COTAQUISPE
    El documento describe una experiencia sobre las características de un diodo semiconductor. Se explican conceptos como polarización directa e inversa, y se miden las resistencias directa e inversa de diodos de silicio y germanio. Luego, se implementa un circuito para medir la corriente y tensión directas de los diodos variando la tensión de alimentación, y se grafican los resultados. Finalmente, se calcula la resistencia dinámica de los diodos.

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    ADRIAN LAURENTE COTAQUISPE
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    El documento describe una experiencia sobre las características de un diodo semiconductor. Se explican conceptos como polarización directa e inversa, y se miden las resistencias directa e inversa de diodos de silicio y germanio. Luego, se implementa un circuito para medir la corriente y tensión directas de los diodos variando la tensión de alimentación, y se grafican los resultados. Finalmente, se calcula la resistencia dinámica de los diodos.

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    El documento describe una experiencia sobre las características de un diodo semiconductor. Se explican conceptos como polarización directa e inversa, y se miden las resistencias directa e inversa de diodos de silicio y germanio. Luego, se implementa un circuito para medir la corriente y tensión directas de los diodos variando la tensión de alimentación, y se grafican los resultados. Finalmente, se calcula la resistencia dinámica de los diodos.

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    Experiencia 1

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    ADRIAN LAURENTE COTAQUISPE
    El documento describe una experiencia sobre las características de un diodo semiconductor. Se explican conceptos como polarización directa e inversa, y se miden las resistencias directa e inversa de diodos de silicio y germanio. Luego, se implementa un circuito para medir la corriente y tensión directas de los diodos variando la tensión de alimentación, y se grafican los resultados. Finalmente, se calcula la resistencia dinámica de los diodos.

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    de 30

    UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

    FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA

    ASIGNATURA DE DISPOSITIVOS Y COMPONENTES ELECTRÓNICOS

    EXPERIENCIA Nº 1: DIODO SEMICONDUCTOR: CARACTERÍSTICAS


    PREVIAS

    GRUPO 2

    Docente:

    Mg. Luis Ponce Martínez

    Integrantes:

    Aguilar Ocampo Nestor Humberto 21190225

    Arias Quispe Diego Jordan 21190238

    Choque Escorza Harold Erick 21190188

    Montoya Bullon Jose Alejandro 21190170

    Vega Valle Leonella Mirella 21190404

    Ciudad universitaria, junio de 2022


    EXPERIENCIA 1
    DIODO SEMICONDUCTOR: CARACTERÍSTICAS PREVIAS

    I. OBJETIVOS

    ● Verificar las características de operación de los diodos semiconductores.


    ● Describir , a través de la experiencia , un diodo ,como se polariza y analizar sus
    características principales como por ejemplo la curva característica de Voltaje –
    Corriente (V – I)

    II. BASES HISTÓRICAS

    En 1883 Edison encontró que podía detectar los electrones que fluían a través del
    vacío del filamento incandescente a la placa metálica montada en el interior del foco. Este
    descubrimiento llegó a ser conocido como el efecto Edison.

    John Fleming 1890, encontró que el efecto Edison también podía ser utilizado para
    detectar ondas de radio y convertirlas en señales eléctricas. Continuó desarrollando un tubo
    de vacío de dos elementos llamado válvula Fleming, más adelante conocida como diodo.
    III. MARCO TEÓRICO

    Si se toma un bloque de silicio y se dopa una parte de él con una impureza trivalente
    y la otra con una impureza pentavalente, se forma un límite llamado unión pn entre las
    partes tipo p y tipo n resultantes y se crea un diodo básico. Un diodo es un dispositivo que
    conduce corriente en sólo una dirección. La unión pn es la característica que permite
    funcionar a diodos, ciertos transistores y otros dispositivos.

    IV. EQUIPOS Y MATERIALES

    1. Fuente de poder DC
    2. Multímetro
    3. Miliamperímetro
    4. Microamperímetro
    5. Voltímetro DC
    6. Diodo semiconductor de
    Silicio y Germanio
    7. Resistencia de 100Ω
    8. Cables y conectores

    INFORME PREVIO

    1. Buscar en los manuales y detallar las características de los diodos a utilizar (uno
    de Silicio y otro de Germanio).
    Es el dispositivo semiconductor que tiene dos regiones denominadas N y P y se
    encuentran en cualquier circuito electrónico. Los diodos se fabrican de silicio (mayormente)
    y de germanio. Una parte llamada N (negativo) y la otra llamada P (positivo), están
    separadas por una juntura llamada barrera o unión. Esta barrera o unión es de 0.3 voltios en
    el germanio y de 0.7 voltios aproximadamente en el diodo de silicio.

    Diodo de Silicio

    Diodo de Germanio

    El diodo se puede polarizar de 2 maneras:


    Polarización directa:
    El positivo de la fuente de alimentación coincide con el ánodo en el diodo y el cátodo
    del diodo coincide con el negativo de la fuente de alimentación. Entonces, permite el flujo de
    corriente y se comporta como un cortocircuito.
    Polarización inversa:
    El negativo de la fuente de alimentación coincide con el ánodo en el diodo y el
    cátodo en el diodo coincide con el positivo de la fuente de alimentación. Entonces, actúa
    como un aislante y no permite que fluya la corriente lo que se llama circuito abierto.
    Nota: La figura muestra la polarización directa (Forward Bias) y polarización inversa
    (Reverse Bias). Fuente: Fluke

    Diodos en buen estado

    Nota: La pantalla muestra OL (indica alta resistencia). Fuente: Fluke

    Nota: La pantalla muestra 601Ω (está dentro del rango de funcionamiento). Fuente: Fluke
    Diodos en mal estado

    Nota: La pantalla muestra OL (indica alta resistencia en polarización directa, se entiende


    que el diodo está en mal estado). Fuente: Fluke

    Nota: La pantalla muestra resistencia nula y da pitidos (el diodo está en cortocircuito).
    Fuente: Fluke

    2. Explicar los conceptos de Resistencia Dinámica, Corriente de Polarización


    Directa, Corriente de Polarización Directa y Tensión de Pico Inverso.

    Resistencia Dinámica (análisis AC)


    Se mide por la relación de cambio de voltaje y cambio de corriente a través del diodo.
    Nota: Gráfica y fórmula para hallar la Rd

    Corriente de Polarización Directa


    Es el nivel de corriente máximo en polarización directa para que el diodo se queme
    debido a una disipación excesiva de potencia. Por ejemplo el diodo 1N4001 puede soportar
    hasta 1 A con polarización directa cuando se le emplea como rectificador.

    Corriente de Polarización Inversa


    Esta corriente inversa incluye la corriente producida térmicamente y la corriente de
    fugas superficial. Se deduce que la temperatura puede ser importante a la hora del diseño,
    ya que un diseño basado en una corriente inversa de 50uA trabajará muy bien a 25 ºC con
    un diodo 1N4001, por ejemplo, pero puede fallar si tiene que funcionar en medios donde la
    temperatura de la unión alcance los 100 ºC.

    Tensión de Pico Inverso


    Esta clasificación de Voltaje Pico Inverso (PIV) se proporciona y describe en la hoja
    de datos proporcionada por el fabricante.
    Sin embargo, si el voltaje que llega a través de la unión en condiciones de polarización
    inversa aumenta más allá de este valor especificado, la unión se dañará.

    Nota: La tensión de pico inverso se ve en la gráfica (Breakdown Voltage)

    V. PROCEDIMIENTO

    1. Usando el ohmímetro, medir las resistencias directas e inversas del diodo de


    Silicio. Registrar los datos en la tabla 1.1

    Diodo de silicio (1N4007)


    Resistencia Directa

    Nota: Medición en Multisim


    Resistencia Inversa

    Nota: Medición en Multisim

    Rdirecta Rinversa
    535,44Ω 1,1MΩ

    Resistencia medida en el diodo SB360


    Resistencia directa (selector puesto en 2000Ω)
    Resistencia inversa (selector puesto en 200MΩ)

    Rdirecta Rinversa
    212Ω 10.8MΩ

    2. Implementar el circuito de la figura 1.1.

    a. Ajustando la tensión de salida de la fuente de tensión (empezando de 0V),


    observar y medir la corriente y la tensión directa del diodo. Llene la tabla 1.2.
    VCC(V) 0.540 0.573 0620 0.686 0.792 0.899 1.175 1.702 2.215 2.732

    Id(mA) 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 2.5 5.0 10.0 15.0 20.0

    Vd(V) 0.53 0.55 0.58 0.61 0.63 0.65 0.67 0.70 0.72 0.73

    b. Invertir el diodo verificando al mismo tiempo la polaridad de los instrumentos, proceder


    como en a), registrando los datos en la tabla 1.3
    VCC(V) 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 15.0 20.0

    Id(mA) 0.000 0.00002 0.00004 0.00006 0.00008 0.0001 0.00012 0.00015 0.0002

    Vd(V) 0.0 2.0 -.0 6.0 8.0 10.0 12.0 15.0 20.0

    3. Usando el ohmímetro, medir la resistencia directa e inversa del diodo de


    germanio. Registrar los datos en la tabla 1.4

    Diodo de Germanio (1N6097)

    Resistencia Directa

    Resistencia Inversa
    Rdirecta Rinversa
    197,22Ω 50,06KΩ

    4. Repetir el circuito de la figura 1 .1 para el diodo de germanio de manera similar al


    paso 2. Proceda a llenar las tablas 1.5 y 1.6.
    Diodo de Germanio (1N6095)
    Tabla 1.5
    Tabla 1.6
    V. CUESTIONARIO

    1. Construir el gráfico Id = F(Vd) con los datos de las tablas 1.2 y 1.3 (Si).Calcular la
    resistencia dinámica del diodo.

    VCC(V) 0.540 0.573 0620 0.686 0.792 0.899 1.175 1.702 2.215 2.732

    Id(mA) 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 2.5 5.0 10.0 15.0 20.0

    Vd(V) 0.53 0.55 0.58 0.61 0.63 0.65 0.67 0.70 0.72 0.73
    VCC(V) 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 15.0 20.0

    Id(mA) 0.000 0.00002 0.00004 0.00006 0.00008 0.0001 0.00012 0.00015 0.0002

    Vd(V) 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 -15.0 20.0

    Id(mA) 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 2.5 5.0 10.0 15.0 20.0

    Vd(V) 0.53 0.55 0.58 0.61 0.63 0.65 0.67 0.70 0.72 0.73
    Rd : Resistencia dinámica del diodo
    ∆ Vd :Variación del voltaje del diodo
    ∆ I d :Variación de la corriente del diodo

    Rd1= 0.55−0.53 / 0.2−0.1 = 0.02 / 0.1 ≈ 200Ω


    Rd2= 0.58−0.55 / 0.4−0.2 = 0.03 / 0.2 ≈ 150Ω
    Rd 3= 0.61−0.58 / 0.8−0.4 = 0.03 / 0.4 ≈ 75Ω
    Rd 4= 0.63−0.61 / 1.6−0.8 = 0.02 / 0.8 ≈ 25Ω
    Rd5= 0.65−0.63 / 2.5−1.6 = 0.02 / 0.9 ≈ 22.2Ω
    Rd6= 0.67−0.65 / 5.0−2.5 = 0.02 / 2.5 ≈ 8Ω
    Rd7= 0.70−0.67 / 10.0−5.0 = 0.03 / 5.0 ≈ 6Ω
    Rd8= 0.72−0.70 / 15.0−10.0 = 0.02 / 5.0 ≈ 4Ω
    Rd 9= 0.73−0.72 20.0−15.0 = 0.012 / 5.0 ≈2 Ω

    2. Construir el gráfico Id = F(Vd) con los datos de la tabla 1.5 y 1.6 (Ge).Calcular la
    resistencia dinámica del diodo.

    Gráfica de la tabla 1.5


    Gráfica de la tabla 1.6
    Gráfica general

    Cálculos de la resistencia dinámica del diodo de germanio.

    Rd1= (0.168937 - 0.159973) / (0.2 - 0.1) = (0.008964)/(0.1) ≈ 0.08964Ω

    Rd2= (0.177902 - 0.168937) / (0.4 - 0.2) = (0.008965)/(0.2) ≈ 0.044825Ω

    Rd3= (0.186868 - 0.177902) / (0.8 - 0.4) = (0.008966)/(0.4) ≈ 0.022415Ω

    Rd4= (0.195834 - 0.186868) / (1.6 - 0.8) = (0.008966)/(0.8) ≈ 0.0112075Ω

    Rd5= (0.201612 - 0.195834) / (2.5 - 1.6) = (0.005778)/(0.9) ≈ 0.00642Ω


    Rd6= (0.210591 - 0.201612) / (5 - 2.5) = (0.008979)/(2.5) ≈ 0.0035916Ω

    Rd7= (0.219583 - 0.210591) / (10 - 5) = (0.008992)/(5) ≈ 0.0017984Ω

    Rd8= (0.224855 - 0.219583) / (15 - 10) = (0.005272)/(5) ≈ 0.0010544Ω

    Rd9= (0.228604 - 0.224855) / (20 - 15) = (0.003749)/(5) ≈ 0.0007498Ω

    3. Conclusión:

    Los diodos actúan tal como la teoría lo afirma, conducen cuando se encuentran en
    polarización directa y se comportan como un circuito abierto cuando se encuentran
    polarizados indirectamente.
    REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

    Fluke. (2016). ¿Qué es un diodo? Fluke.com.

    https://www.fluke.com/es-pe/informacion/blog/electrica/que-es-un-diodo

    Hoja de características de un diodo. (2022). Sc.ehu.es.

    http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema3/Paginas/Pagina9.htm

    Voltaje de inversión máxima (PIV). (2022). Illustrationprize.com.

    https://illustrationprize.com/es/317-peak-inverse-voltage-piv.html

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