EL3004-Circutios Electrónicos Analógicos
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- Rocío Botella Lagos
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1 EL3004-Circutios Electrónicos Analógicos Clase No. 7: Operación del diodo Marcos Diaz Departamento de Ingeniería Eléctrica (DIE) Universidad de Chile Septiembre, 2011 Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
2 1 Repaso Clase #6 2 Diodos: Modelos circuitales y operación 3 Aplicaciones del Diodo Circuitos Limitadores Rectificador de Media Onda Rectificador de Onda Completa Rectificador con Filtro de Capacitancia 4 Resumen Clase #7 Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
3 Repaso Clase #6 Resumen Clase #6 Metal-Oxide-Semiconductor FET (MOSFET) Descripción Determinación de I D FET de Juntura (JFET) Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
4 Diodos: Modelos circuitales y operación Relación de V e I en polarización directa Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
5 Diodos: Modelos circuitales y operación Relación de V e I para todo V Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
6 Diodos: Modelos circuitales y operación Efecto de T en la curva V-I Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
7 Diodos: Modelos circuitales y operación Modelo Ideal Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
8 Diodos: Modelos circuitales y operación Modelos más refinados Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
9 Circuitos Limitadores Concepto Circuitos Limitadores Un circuirto limitador es un circuito cuya salida es proporcional a la entrada (lineal) en un cierto rango de voltajes, y que entrega un valor fijo cuando la tensión de entrada (magnitud) excede un cierto umbral. La característica de transferencia típica de este tipo de circuitos es: Se tiene lo siguiente: 8 L + v i L+ >< K L v 0 = Kv l K v i L+ K >: L v i < L K Si aplicamos una entrada sinusoidal a un circuito limitador veremos que éste recorta la salida cuando V p > max{l +, L }. Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
10 Circuitos Limitadores Implementación Circuitos Limitadores Se pueden implementar diversas formas de limitadores utilizando diodos y resistencias, por ejemplo, Limitador Doble El limitador doble se puede obtener también intercambiando dos diodos, de la siguiente forma Zéner de Doble Ánodo Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
11 Diagrama de bloques de una fuente de voltaje continuo: El sistema está compuesto por 4 bloques: (I) Transformador de poder (II) Rectificador (III) Filtro (IV) Regulador de voltaje Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
12 Rectificador de Media Onda Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
13 Rectificador de Media Onda Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
14 Rectificador de Onda Completa Al implementarlo con derivación central, se tiene la siguiente configuración: El funcionamiento consta de 2 partes: (I) Ciclo positivo: v in > 0 D 1 conduce y D 2 está polarizado de forma inversa. (II) Ciclo negativo: v in < 0 Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
15 Rectificador de Onda Completa Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
16 Rectificador de Onda Completa Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
17 Rectificador de Onda Completa Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
18 Rectificador de Onda Completa Ejemplo Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
19 Rectificador de Onda Completa Puente Rectificador Sirve como un rectificador de onda completa. Su circuito es el siguiente: Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
20 Rectificador de Onda Completa Operación del Circuito Puente Rectificador Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
21 Rectificador con Filtro de Capacitancia Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
22 Rectificador con Filtro de Capacitancia Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
23 Rectificador con Filtro de Capacitancia Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
24 Rectificador con Filtro de Capacitancia Factor de Rizo donde con f la frecuencia. V r(pp) V CD 1 r = V r(pp) V CD, (133) 1 V f R L C p(rect.) (134) 1 2 f R L C V p(rect.) (135) Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
25 Rectificador con Filtro de Capacitancia Factor de Rizo (Demostración) Cuando el capacitor de filtro se descarga a través de R L la ecuación circuital que rige este proceso es I C = V R L R L dv {z} C C dt V C =V RL el voltaje que satisface esta ecuación es = V C R L = dv C dt 1 R L C V C = 0 (136) V C = V p(rect) e t/r L C (137) Como el tiempo de descarga del capacitor es desde un máximno hasta aproximadamente el siguiente, t dispersion T cuando V C alcanza su valor mínimo. V C(min) = V p(rect) e T /R L C (138) Como RC T, T /R L C llega a ser mucho menor que 1 (lo que por lo general es el caso); e T /R L C tiende a 1 y se expresa como e T /R L C 1 T R L C (139) Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
26 Rectificador con Filtro de Capacitancia Factor de Rizo (Demostración) Consecuentemente, Asi el voltaje de rizo pico a pico es V C(min) V p(rect) 1 T R L C (140) V r(pp) = V p(rect) V C(min) = V p(rect) V p(rect) + TV p(rect) R L C = TV p(rect) R L C (141) V r(pp) = 1 f R L C V p(rect) (142) Para obtener el valor de CD, la mitad del rizo pico se resta del valor pico. así V CD = V p(rect) V r(pp) 2 V CD = = V p(rect) 1 2f R L C V p(rect), 1 1 V 2f R L C p(rect) (143) Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
27 Resumen Clase #7 Resumen Clase #6 Comportamiento del Diodo Aplicaciones del Diodo Circuitos Limitadores Rectificador de Media Onda Rectificador de Onda Completa Rectificador con filtro de capacitancia Marcos Diaz (DIE, U. Chile) EL3004-Circuitos Electrónicos Analógicos Septiembre, / 206
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