El documento presenta los resultados de un laboratorio sobre diodos semiconductores. En la introducción, explica que los diodos permiten el flujo de corriente en una dirección pero no en la opuesta. Luego, identifica diferentes tipos de diodos y realiza pruebas para medir sus características. Finalmente, construye circuitos con diodos rectificadores, Zener, LED y comprueba su comportamiento con señales de corriente continua y alterna.
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El documento presenta los resultados de un laboratorio sobre diodos semiconductores. En la introducción, explica que los diodos permiten el flujo de corriente en una dirección pero no en la opuesta. Luego, identifica diferentes tipos de diodos y realiza pruebas para medir sus características. Finalmente, construye circuitos con diodos rectificadores, Zener, LED y comprueba su comportamiento con señales de corriente continua y alterna.
El documento presenta los resultados de un laboratorio sobre diodos semiconductores. En la introducción, explica que los diodos permiten el flujo de corriente en una dirección pero no en la opuesta. Luego, identifica diferentes tipos de diodos y realiza pruebas para medir sus características. Finalmente, construye circuitos con diodos rectificadores, Zener, LED y comprueba su comportamiento con señales de corriente continua y alterna.
El documento presenta los resultados de un laboratorio sobre diodos semiconductores. En la introducción, explica que los diodos permiten el flujo de corriente en una dirección pero no en la opuesta. Luego, identifica diferentes tipos de diodos y realiza pruebas para medir sus características. Finalmente, construye circuitos con diodos rectificadores, Zener, LED y comprueba su comportamiento con señales de corriente continua y alterna.
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DISPOSITIVOS Y CIRCUITOS ELECTRÓNICOS
ANALÓGICOS Y DIGITALES
Laboratorio N°3
DIODOS SEMICONDCUTORES
Integrantes: Apellidos y Nombres Sección Grupo Amaya Canchumanta Fabrizio Santiago D
Docente: Mendiola Mogolló n, Carlos Enrique
Fecha de realizació n: 03/09/2021
Fecha de entrega: 03/09/2021
Lima – 2021 TECSUP Fundamento teórico:
Un diodo es un dispositivo semiconductor que actúa esencialmente como un
interruptor unidireccional para la corriente. Permite que la corriente fluya en una dirección, pero no permite a la corriente fluir en la dirección opuesta. En este laboratorio conoceremos sobre los diodos semiconductores y sus tipos entre los cuales están, el rectificador, Zener, conmutación, entre otros. También realizaremos circuitos básicos con diodos, generador de funciones y osciloscopio, para llevar a cabo esto nos apoyaremos del simulador virtual multisim.
Objetivos Al terminar este laboratorio, Ud. Habrá aprendido a
1. Identificar los diferentes tipos de diodos semiconductores.
2. Identificar el ánodo y cátodo de los diodos. 3. Comprobar el estado del diodo al Polarizarlo directa e inversamente, detectar fallas en los diodos. 4. Medir las formas de onda de entrada y salida de un circuito rectificador básico utilizando el osciloscopio. 5. Trabajar eficazmente en equipo. 6. Aplicar las normas de seguridad en el laboratorio
2 Diodo Semiconductores
Resultados de laboratorio:
Parte I: Características de los Diodos Semiconductores
1. Identifique y anote las principales características
1N4007 Tipo de Diodo: Rectificador Material: Silicio Características Técnicas: Voltaje inverso de Pico (PIV): 1000 V Corriente Máxima: 1 A
1N4148 Tipo de Diodo: Conmutación Material: Germanio Características Técnicas: Voltaje inverso de Pico (PIV): 100 V Corriente Máxima: 300 mA
ECG 109 o NTE 109
Tipo de diodo: Conmutación Material: Germanio
Características Técnicas: Voltaje inverso de Pico (PIV): 100 V Corriente Máxima: 500 mA
1N4733A Tipo de Diodo: Zener
Características Técnicas: Voltaje Zener: 5.1 V Corriente Máxima: 254.9 mA Potencia Máxima: 1.3 W
3 ECG3007
Tipo de Diodo: LED
Características Técnicas: Corriente Máxima: 50 mA Voltaje inverso de pico (PIV): 5 V
Parte II: Prueba de Diodos Semiconductores
2.1 Usando el multímetro digital, seleccione la prueba de diodos, elija el diodo
rectificador de silicio 1N4007 y conecte el instrumento tal como se muestra en la figura. Anotar los valores indicados en la pantalla del multímetro digital
a) Polarización Directa b) Polarización Inversa
fig2
0,535444 V Open
4 2.2. Repita la prueba de medición para cada uno de los diodos indicados en la tabla 1 y anote los datos.
Prueba en Diodo de Diodo de Diodo Led Diodo Zener
Polarización Germanio Conmutación ECG 109 1N4148 ECG 3007 1N4733 Directa 0.3 V 0. 59 V 1.68 V 0.49 V
Inversa Abierto Abierto Abierto 5 5.1 V
5 Parte III: Circuito con Diodos Semiconductores
3.1 Utilizando el diodo le silicio 1N4007, implemente el circuito mostrado en la figura 1.
Figura 1 Mida el voltaje en los extremos del diodo y luego en los extremos de la resistencia, anote los resultados.
Voltaje de la Voltaje en el Diodo Voltaje en la Cálculo de la
Fuente DC Resistencia Corriente en la Resistencia 12 V 0.66 V 11.33 V 11.3 mA
6 3.2. Invierta la polaridad del diodo y realice nuevamente las mediciones, anote los resultados.
Voltaje de la Voltaje en el Voltaje en la Corriente en la
Fuente DC Diodo Resistencia Resistencia 12 V 0 V (Abierto) 0V 0A
3.3. Comente los resultados obtenidos:
Al analizar el circuito nos damos cuenta que si invertimos la polaridad del diodo, el voltaje y la corriente no circularan por el circuito, ya que, el diodo actuara como un interruptor abierto.
7 3.4 Implemente el circuito mostrado en la figura 2.
330 ohm
+ V1 D1 5V LED1
Figura 2
3.5 ¿Qué observa en el Diodo LED? ¿Por qué?
: Se observa que el diodo Led se enciende, esto debido a que encuentra polarizado directamente lo que indica que el circuito esta cerrado y permite el paso de la tensión y corriente.
3.6 Calcular la corriente que pasa por el diodo
Sea VF = 5 V y R= 330 Ω
Entonces:
5V I = VF/R I= =15.15mA 330Ω
: La corriente que pasa por el diodo es 15.15 mA.
3.7 ¿Qué sucede cuando invierte la polaridad del Diodo LED?
: Este no se encenderá, ya que, por principio de diodo, cuando son conectados
inversamente no conducen corriente.
8 Parte IV: COMPORTAMIENTO DINAMICO CON SEÑAL ALTERNA DEL DIODO
4.1 Utilizando el diodo de conmutación 1N4148, implemente el circuito mostrado en la
figura 3
9 4.2 Obtenga del Generador de Funciones una señal cuadrada de 10 Vpp a una frecuencia de 1 kHz.
4.3 Conecte el canal CH1 en paralelo con el Generador de Funciones punto (B) y el canal CH2 (A) en paralelo a la Resistencia R1.
Señal en el canal CH1
10 Señal en el canal CH 2
4.4 Graficar las formas de onda obtenida en cada canal del Osciloscopio (ambos canales deben estar en la escala de 5 Volt/div y el CH2 con el selectos en DC
11 Forma de onda de la señal de Entrada (Canal CH1)
Forma de onda de la señal de Salida (Canal CH2)
Describa lo observado:
Al observar las graficas veremos que el voltaje es diferente en distintos puntos del circuito, a diferencia de la corriente que permanece igual en todo el circuito.
12 4.5 Implemente el circuito de la figura 4.
Figura 4
4.6 Utilizando el voltímetro digital en V DC, mida las tensiones en cada uno de los elementos y complete la tabla.
Tensión en el Tensión en el Tensión en el Tensión en la Tensión en la
Diodo Diodo zener Diodo Led Resistencia R3 Resistencia R1 Rectificador 0.688 V 5.1 V 1.73 V 6.24 V 3.33 V
13 14 4.7 Mida las corrientes por las resistencias R1 y R3 y el Diodo Zener y completar la tabla
Corriente en el Corriente en el Corriente en el Corriente en la Corriente en la
Diodo Diodo zener Diodo Led Resistencia R3 Resistencia R1 Rectificador 18.9 mA 18.9 mA 3.33 mA 18.9 mA 3.33 mA
4.8 Implemente el circuito mostrado en la figura 5, obtenga del generador de funciones
una señal TTL (pulsos cuadrados positivos de 5 Vdc).
15 Describa lo observado:
En este circuito se espera que el diodo LED comience a parpadear debido a que la frecuencia es mínima.
16 Observaciones: Los materiales que los que están hechos los diodos son silicio o germanio.
El diodo es un dispositivo que conduce la corriente en una sola dirección.
Los diodos utilizados poseían diferentes voltajes entre un rango de 0.4 a 0.7 voltios.
Al analizar el data sheet del diodo rectificador de silicio y germanio, se aprecia
que los de silicio soportan mayores intensidades de corriente y una tensión más alta que los de germanio.
Observamos que el diodo Zener puede funcionar como interruptor cerrado,
aunque este inversamente polarizado.
Conclusiones:
Definimos los umbrales eléctricos del diodo de silicio y germanio siendo 0,7 V y 0,3 V respectivamente según la gráfica y el data sheet.
Se comprobó que un diodo esta polarizado en forma directa cuando la
terminal de la fuente Positiva se conecta al ánodo.
El diodo rectificador en un sentido permite el flujo de corriente y voltaje, pero
si le inviertes la polaridad ya no deja pasar la corriente.
El diodo led requiere de muy poco voltaje para cumplir su función en el
circuito eléctrico, pero es un dispositivo muy útil en la maquinaria.
El diodo led al igual que el diodo rectificador si se le invierte su posición no
enciende la luz o funciona dado que no permite la continuidad de corriente y voltaje.
