TEMA 1.3 APLICACIONES DE LOS DIODOS TEMA 1 SEMICONDUCTORES. DIODO. FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA
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- María Rosario Paz Cáceres
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1 TEMA 1.3 APLICACIONES DE LOS DIODOS TEMA 1 SEMICONDUCTORES. DIODO. FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA 09 de octubre de 2014
2 TEMA 1.3 APLICACIONES DE LOS DIODOS Rectificador Regulador de tensión Circuitos recortadores Fotodetectores y emisores de luz 2
3 TEMA 1.3 APLICACIONES DE LOS DIODOS Rectificador Regulador de tensión Circuitos recortadores Fotodetectores y emisores de luz 3
4 RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA Un circuito rectificador ofrece exclusivamente valores de un único signo (normalmente positivo) a su salida Un único diodo forma el rectificador de media onda 4
5 RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA Podemos mejorar el rectificador de media onda aprovechando los semiciclos negativos mediante un puente de diodos 5
6 RECTIFICADOR + FILTRADO Incorporando un condensador a la salida del rectificador, se genera una tensión de continua (con rizado debido a la descarga del condensador). La combinación condensador-resistencia (de carga) constituye un filtro pasivo pasa-baja. 6
7 FUENTE DE ALIMENTACIÓN DC Esquema conceptual simplificado de la conversión ac-dc: 7
8 TEMA 1.3 APLICACIONES DE LOS DIODOS Rectificador Regulador de tensión Circuitos recortadores Fotodetectores y emisores de luz 8
9 DIODO ZENER I - + ZONA INVERSA ZONA DIRECTA I - + ZONA RUPTURA 9
10 REGULADOR DE TENSIÓN Un regulador de tensión ofrece una tensión prácticamente constante para un determinado rango de intensidades a través del mismo. El más sencillo es un diodo zener en zona de ruptura Para que el regulador trabaje adecuadamente (sin carga y con el modelo ideal del zener): El valor de V i debe ser mayor que V Z El valor de R S, que determina la corriente, estará comprendido entre: MÁXIMO MÍNIMO P mmm = V Zmmm I Zmmm = V Z I Zmmm R Smmm = V i mii V Z I Zmii R Smmm = V i maa V Z I Zmaa 10
11 REGULADOR DE TENSIÓN CON CARGA En una situación real, la carga (R L ) puede tener una influencia relevante sobre el circuito. En este caso particular, sobre las condiciones en las cuales el diodo zener trabaja como un regulador de tensión R Smmm = f I Zmmm, V immm, V Z, R L R Smmm = f P mmm, V imaa, V Z, R L Además si se tiene en cuenta la resistencia R Z del diodo zener, el voltaje de salida V o tendrá rizado 11
12 TEMA 1.3 APLICACIONES DE LOS DIODOS Rectificador Regulador de tensión Circuitos recortadores Fotodetectores y emisores de luz 12
13 RECORTADOR CON DIODOS Limita la máxima y/o mínima tensión a su salida Se puede formar mediante diodos y tensiones de referencia. 13
14 RECORTADOR CON DIODOS ZENER Para evitar el uso de tensiones de referencia, usamos diodos zener Al recortar, trabajan alternativamente en directa y en ruptura consiguiendo una respuesta simétrica si la tensión zener es igual para ambos 14
15 TEMA 1.3 APLICACIONES DE LOS DIODOS Rectificador Regulador de tensión Circuitos recortadores Fotodetectores y emisores de luz 15
16 DIODOS EMISORES DE LUZ Se conocen por las siglas LED ( Light Emitting Diode ) Cuando estos diodos se polarizan en forma directa convierten corriente de polarización directa en luz. Emiten a diferentes longitudes de onda, λ, (distintos colores). Tensión umbral de conducción es mayor que en los diodos de Silicio y depende del rango de longitudes de onda a las que emitan (color del LED) (Azul: Vγ 3V; Verde: Vγ 2,5V;Amarillo: Vγ 1V) Premio Nobel de Física 2014 al LED Azul, que permite diseñar bombillas de luz brillante con gran ahorro energético + I D V D 16
17 DIODOS EMISORES DE LUZ Para calcular adecuadamente el circuito para un LED, debe observarse cuál es su voltaje típico y la corriente de polarización necesaria para obtener una buena emisión: R + V CC = 5V I D =20mA V D =1,2V R VCC -VD 5V -1,2V = = = 190W I 0,02A D 17
18 FOTODIODO Funcionando en la región inversa convierte la luz incidente en corriente Funcionamiento en un rango de longitudes de onda 18
19 OTRAS APLICACIONES Detector de pico Multiplicador de voltaje Aproximación de funciones Circuitos de protección Varactor (Capacidad variable) Célula Solar Optoacopladores Puertas lógicas Restauradores de nivel 19
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