TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA

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1 Universidad de Burgos Departamento de Ingeniería Electromecánica TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA Ingeniería Técnica en Informática de Gestión Curso 1º - Obligatoria - 2º Cuatrimestre Área de Tecnología Electrónica [email protected]

2 Universidad de Burgos Departamento de Ingeniería Electromecánica TEMA 1: El diodo semiconductor

3 Programa: Tema 1: El diodo semiconductor. Tema 2: El Transistor. Tema 3: Familias lógicas. Tema 4: Circuitos secuenciales biestables. Tema 5: Circuitos secuenciales asíncronos. Tema 6: Circuitos secuenciales síncronos. Tema 7: Dispositivos lógicos programables. 3

4 OBJETIVOS Conocer el funcionamiento de un diodo. Conocer las principales características de un diodo. Conocer los diferentes modelos equivalentes del diodo. Conocer algunas aplicaciones del diodo. Resolver circuitos elementales con diodos. 4

5 CONTENIDOS 1.1. Introducción El diodo semiconductor Curva característica Modelos equivalentes del diodo Hoja de características: parámetros más usuales Aplicaciones de los diodos Otros tipos de diodos Problemas y ejercicios. 5

6 1.1. Introducción Materiales conductores, semiconductores y aislantes: T a Aislante Semiconductor Conductor 6

7 1.1. Introducción Materiales conductores, semiconductores y aislantes: Ejemplo. Calcular la corriente (I) que circula por una lámina de 5 mm de longitud y µm de sección cuando la diferencia de potencial (V) es de 100 mv. Temperatura ambiental: 27 ºC (300 K). 50 µm 5 mm 100 µm 7

8 1.1. Introducción Semiconductores intrínsecos y extrínsecos: N D Átomos donadores Silicio intrínseco Silicio extrínseco tipo n 8

9 1.1. Introducción Semiconductores intrínsecos y extrínsecos: N A Átomos aceptadores Silicio intrínseco Silicio extrínseco tipo p 9

10 1.1. Introducción Semiconductores intrínsecos y extrínsecos: Semiconductor tipo n Semiconductor tipo p 10

11 1.2. El diodo semiconductor La unión p n: Símbolo cátodo ( ) cátodo ( ) 11

12 1.2. El diodo semiconductor La unión p n: - + Átomo aceptador Átomo donador Unión p n sin polarizar 12

13 1.3. Curva característica I D = I S e VD q η k T 1 13

14 1.3. Curva característica El diodo como elemento de un circuito: Punto de operación Q. Sin polarización Directa Inversa 14

15 1.3. Curva característica El diodo como elemento de un circuito: Punto de operación Q. Análisis mediante la recta de carga: I D = I S e VD η V T 1 I 1 V R D = D + E R 15

16 1.3. Curva característica Resistencia dc estática: R D Un punto en la curva característica: V R D = I D D 16

17 1.3. Curva característica Resistencia ac dinámica (pequeña señal): r d Recta tangente a la curva característica en el punto de operación: r d V I D = η D I D V I T D 17

18 1.3. Curva característica Resistencia ac promedio (gran señal): r av Recta entre los límites de operación: r av = V I D D 18

19 1.4. Modelos equivalentes del diodo Primera aproximación: diodo ideal (interruptor). 19

20 1.4. Modelos equivalentes del diodo Segunda aproximación: diodo ideal + fuente de tensión. 20

21 1.4. Modelos equivalentes del diodo Tercera aproximación: diodo ideal + fuente de tensión + resistencia. 21

22 1.5. Hoja de características: parámetros más usuales V D (Tª, I D especificadas). I D máxima (Tª especificada). I S máxima (Tª, V D especificadas). P D máxima (Tª especificada). V de ruptura (Tª especificada). Tª máxima. 22

23 1.6. Aplicaciones de los diodos Fuentes de alimentación: RED 220V / 50Hz R L TRANSFORMACIÓN RECTIFICACIÓN FILTRADO REGULACIÓN 23

24 1.6. Aplicaciones de los diodos Fuentes de alimentación: Rectificación de media onda. 24

25 1.6. Aplicaciones de los diodos Fuentes de alimentación: Rectificación de onda completa. 25

26 1.6. Aplicaciones de los diodos Fuentes de alimentación: 26

27 1.6. Aplicaciones de los diodos Limitadores de tensión (protección): V i > 5,7 V V i < 0,7 V 27

28 1.7. Otros tipos de diodos Diodos zener: Aplicaciones. Diodos LED: Aplicaciones. Fotodiodos: Aplicaciones. 28

29 1.7. Otros tipos de diodos Diodos zener: 29

30 1.7. Otros tipos de diodos Diodos zener: aplicaciones. Estabilizador de tensión: 30

31 1.7. Otros tipos de diodos Diodos LED: 31

32 1.7. Otros tipos de diodos Diodos LED: aplicaciones. Displays: a b. a g b..... g Cátodo común 32

33 1.7. Otros tipos de diodos Fotodiodos: 33

34 1.7. Otros tipos de diodos Fotodiodos: aplicaciones. Optoacopladores: proporcionan aislamiento eléctrico entre circuitos. 34

35 1.7. Otros tipos de diodos Fotodiodos: aplicaciones. Encoder óptico: 35

36 1.7. Otros tipos de diodos Fotodiodos: aplicaciones. Encoder óptico: 36

37 1.8. Problemas y ejercicios Resolución de circuitos elementales con diodos: 37

38 BIBLIOGRAFÍA [Boy03] FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA. R. L. Boylestad, L. Nashelsky, Ed. Prentice Hall, 8ª edición, [Mal07] PRINCIPIOS DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA. A. P. Malvino, Ed. McGraw Hill, 7ª edición, [Cue91] ELECTRÓNICA ANALÓGICA. L. Cuesta, A. Gil Padilla, F. Remiro, Ed. McGraw Hill, [Gom07] FUNDAMENTOS FÍSICOS Y TECNOLÓGICOS DE LA INFORMÁTICA. P. Gómez, V. Nieto, Ed. Pearson Prentice Hall, 1ª edición, [San07] PROBLEMAS RESUELTOS DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA. P. Sánchez, J. Sedano, C. Represa, Publicación en WEB curso 2007/