Electrónica Analógica 1. Interpretación de las hojas de datos de diodos

Transcripción

1 1 1- Diodos recificadores Elecrónica Analógica 1 Inerpreación de las hojas de daos de diodos En las hojas de daos dadas por el fabricane de cualquier disposiivo elecrónico enconramos la información necesaria como para poder operar al disposiivo sin exceder sus límies de funcionamieno. Por ello, es necesario poder inerprear los daos que allí se especifican. En un primer caso nos referiremos al caso de diodos recificadores, omando como ejemplo a la serie 1N4001-1N4007 cuyas hojas de daos se adjunan. Básicamene, podemos agrupar los parámeros que caracerizan al diodo como: Parámeros Esáicos Poencia Térmicos Bloqueo Conducción Dinámicos Valores ípicos en régimen esáico de bloqueo VRWM Tensión inversa de pico de rabajo. Es la que puede ser soporada por el diodo sin llegar a la zona de rupura. VRRM M Tensión inversa de pico repeiiva. Es la que puede ser soporada por el diodo en picos de ciera duración. VRSM Tensión inversa de pico no repeiiva. Es la máxima ensión inversa ransioria que puede ser soporada por el diodo en forma no repeiiva. V(BR) Tensión inversa de rupura por avalancha. Cuando se alcanza ese valor de ensión la corriene inversa comienza a aumenar abrupamene y si se somee al diodo a ese régimen por un iempo mayor que 10 ms puede dañarse. (Ver Apéndice: noa 1) VR (ó VDC) Tensión inversa coninua. Es la que sopora el diodo en esado de bloqueo.

2 2 Valores ípicos en régimen esáico de conducción IF Corriene direca. Es la corriene que circula en esado de conducción. IF(AV) Corriene direca media nominal Valor medio de la corriene que puede soporar el diodo. IFRM Corriene direca de pico repeiiva. Se define como la corriene que puede ser soporada cada 20 ms con un pico de duración de 1 ms a T= 25 C IFSM Corriene direca de pico no repeiiva. Máximo pico de inensidad de corriene que puede soporar el disposiivo Valores ípicos de poencia Pmáx Máxima poencia disipable Máxima poencia que puede disipar el disposiivo y no corresponde a la poencia de rabajo. PAV Poencia media disipada Es la poencia que corresponde al esado de conducción. PRRM Poencia inversa de pico repeiiva Máxima poencia que puede disipar el diodo en esado de bloqueo. PRSM Poencia inversa de pico no repeiiva Máxima poencia que puede disipar el diodo cuando se aplica un solo pulso Caracerísicas érmicas Tjmáx Temperaura máxima de junura Es el límie máximo de emperaura. Si es sobrepasado puede desruir al disposiivo. A veces en lugar de ese dao se da Operaing emperaure range (emperaura de funcionamieno) que indica el rango enre la mínima y la máxima emperaura soporable por el disposiivo.

3 3 Tsg Temperaura de almacenamieno Es la emperaura a la que se encuenra el disposiivo cuando no se le aplica poencia. R JA Resisencia érmica junura-ambiene Es la resisencia érmica [ºC/W] enre la junura del semiconducor y el ambiene. Se calcula comoa: R JA = (Tjmáx TA)/Pmáx TA es la emperaura ambiene y Pmáx es la poencia máxima disipable. R JC Resisencia érmica junura-cápsula (carcasa) Es la resisencia érmica [ºC/W] enre la unión del semiconducor y el encapsulado del disposiivo. Se puede calcular: R JC = (Tjmáx TC)/Pmáx 2- Diodos de conmuación Es un ipo de diodo que exhibe como caracerísica dinámica asociada a una ransición rápida enre los esados de bloqueo a conducción y viceversa. En el circuio de la figura la señal de enrada vi cambia en forma abrupa de vi = +V1 a vi = - V2. Ese cambio abrupo afeca la respuesa emporal de la ensión y corriene por el diodo. +V1 vi id RL = o vi -V2 Si durane un iempo largo el diodo esuvo polarizado en direca, la ensión sobre el mismo será vd y la corriene aproximadamene Id1 = (V1 - vd)/rl V1/RL, suponiendo que la caída de ensión sobre RL es mucho mayor que la ensión en bornes del diodo. En el insane = o la ensión aplicada vi cambia en forma abrupa a -V2, maneniéndose en ese valor para > o. Físicamene, para polarización direca hay un gran número de poradores que araviesan la junura y la densidad de poradores minoriarios (np: elecrones del lado P y pn: huecos del lado N) en exceso es ala. P np N P N pn npo npo pno np pn x x=0 x=0 a) polarización direca (b) polarización inversa pno x

4 4 En polarización inversa la canidad de poradores minoriarios en las cercanías de la junura se vuelve despreciable, figuras a) y b), donde npo y pno represenan las concenraciones de poradores minoriarios en equilibrio lejos de la región de junura. Cuando se produce la inversión de la ensión vi, hacia el valor -V2, la carga elécrica asociada al número de poradores minoriarios en exceso no puede desaparecer en forma insanánea. Enonces, la corriene no alcanzará su valor de régimen permanene hasa que la disribución de minoriarios, que en el momeno de inverir la ensión enía la forma de la figura a) se reduzca a la disribución de poradores de la figura b). El iempo durane el cual el exceso de poradores minoriarios decrece hasa cero se denomina: s: iempo de almacenamieno. Durane ese iempo el diodo sigue conduciendo y la corriene queda deerminada por la ensión aplicada y la resisencia de carga: Id2 -V2/RL. En = s el exceso de poradores se anula, la ensión en el diodo se anula y comienza a inverirse hacia -V2; endiendo la corriene al valor Is (corriene de sauración, diodo real). El iempo ranscurrido enre s y el momeno en que el diodo se ha recuperado compleamene se denomina iempo de ransición:. El iempo s, consecuencia del almacenamieno del exceso de poradores minoriarios, iene mucha imporancia cuando se uilizan diodos en circuios de conmuación rápida. Los fabricanes especifican el iempo de recuperación inversa del diodo: rr, como el inervalo desde que la corriene se inviere en = o hasa que el diodo se ha recuperado a un nivel especificado en función de la corriene, por ejemplo 0.1 I2. vd() i s vd -V2 I1 V1/RL I2 o Is I2 -V2/RL s rr Las siguienes figuras muesran la caracerísica de conmuación para dos ipos de diodos.

5 5 rr Tiempo de recuperación inversa. Se mide desde el momeno que la corriene pasa por cero hasa el 25% de la corriene inversa máxima Irr. El valor de rr esá dado por la suma de dos iempos parciales rr = a + b donde: a: se debe al almacenamieno de cargas en la zona de la junura. b: es el iempo de almacenamieno en el cuerpo del semiconducor a/b: se le denomina facor de suavidad. 3- Diodo Zener PD Poencia máxima Máxima poencia que puede disipar el disposiivo en la región de rupura sin desrucción. IZM Corriene máxima Máxima corriene que el diodo Zener puede manejar sin exceder la poencia máxima. Puede calcularse como IZM = PD/VZ ZZ Impedancia Zener Es el valor de la impedancia (o resisencia) que presena el diodo Zener medida a un deerminado valor de la corriene IZ. Generalmene se indica para un valor de corriene de prueba IZ y para la corriene IZK en el codo de la caracerísica. 4- Enlaces recomendados Inernaional Recifier: Fairchild semiconducor: STMicroelecronics: ON Semiconducor: Moorola: hp:// hp:// hp:// hp:// hp:// Ing. Mónica González,