UNIDAD DOS. 10mA 2K 3K 8K + V1 -

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1 UNIDAD DOS 2.1. DIODOS La característica del diodo D está expresada por: i D I 0.(e q.vd m.kt 1) 10 6.(e q.vd m. KT 1) [Amp] donde: I0 = Corriente inversa de saturación; KT/q 25 mv; m = 1,4 a) Obtener y dibujar el circuito de Thévenin correspondiente, a los bornes del Diodo D. b) Graficar la id en papel milimetrado. c) Trazar recta de carga de cc sobre el gráfico del punto b). d) Calcular la tensión de salida Vo(t). Datos: V1(t) = 3 cos t (V); rd 25 mv/idq, en el punto Q. D 10mA 2K 3K 8K + V1-20mA Vo Hallar el valor de las tensiones y las corrientes señaladas en los circuitos de la figura, usando diodos ideales. I)- Repetir el problema suponiendo que los diodos tienen una tensión umbral de valor VD = 0,7V. Página 1/5

2 Asumiendo que los diodos de los circuitos de la figura son ideales, utilizar el teorema de Thévenin para simplificar los circuitos y hallar los valores de las tensiones y corrientes señalados. I)- Repetir el problema suponiendo que los diodos tienen una tensión umbral de valor VD=0,7V a) Dibujar Vo(t), para una señal de entrada como la ilustrada. b) Repetir el punto a), si ahora Vi(t) varía entre +75 y +15 V. c) Calcular para a) y b) la corriente máxima que circula por el diodo y graficarla. Datos: R1= R2 = 100 K, ri= 1, E = 10 V, D ideal a) Si la corriente inversa de saturación del diodo de la figura es 1 A, y su tensión inversa pico (VIP) es 500 V, para una tensión de entrada como la de la fig. a): I) Calcular el valor de R1 para que el diodo no se destruya. b) Si la corriente de cresta rectificada en media onda a través del diodo es 1A, para una señal de entrada como la de la fig. b). I) Recalcular R1 para no exceder ese valor de corriente. II) Si I0 = 1 A, hallar la VIP que debería tener el diodo, para impedir su ruptura. a) b) En el siguiente circuito Vi(t) = 20 sen t (V). a) Dibujar VRL(t) superpuesta con el gráfico de la tensión de entrada. b) Dibujar la corriente que circula por el diodo. Expresar su valor máximo. c) Especificar las características que debe cumplir el diodo para trabajar en el circuito. Página 2/5

3 d) Repetir a), b), y c) con E invertida. Datos: E = 15 V RL = 10 K ri = 1 D ideal En cada circuito rectificador determinar y comparar los resultados obtenidos, considerando los diodos ideales: a) Los valores de pico de tensión inversa y corriente directa máxima que soporta cada diodo. Datos: V1rio = 220 V eficaces / 50 Hz, RL = 1 K. b) Qué corriente de pico circula por el primario? c) Qué frecuencia tiene la señal de salida? d) Si la tensión del primario varía en ±10%, Cuál es la tensión de pico máxima y mínima en la carga? a) n= 5:1 b) n= 5:1+1 c) n= 5: Para los rectificadores del problema anterior: I) Especificar los parámetros que deben cumplir los diodos rectificadores. Elegir de un manual dos posible alternativas, y adjuntar las hojas de datos técnicos de los diodos seleccionados. II) Diseñar un filtro con un capacitor, con el fin de que el factor de rizado no supere un 10% A la salida de un circuito rectificador con filtro RC, se mide una VCC = 25V, y una tensión alterna de rizado de 1,5 V. Calcular el factor de rizado a la salida del filtro Una fuente de CC proporciona 60 V a la salida sin carga. Cuando se conecta la carga la tensión de salida cae a 56 V. Calcular el valor del factor de regulación de tensión, en % Calcular el valor de rizado en %, para: a) Un rectificador de ½ onda. b) Un rectificador de onda completa Calcular el valor de rizado en %, de un rectificador de onda completa, que utiliza un filtro capacitivo de 100 F, conectado a una carga de 50 ma Página 3/5

4 a) Cuál es el factor de rizado de una señal senoidal que tiene una rizado de 2 V sobre un promedio de 50V? b) Cuál es el valor de la señal de rizado si un rectificador de ½ onda desarrolla 20Vcc? Calcular la tensión rms de rizado a la salida de un filtro RC que alimenta una carga de 1KΩ, la entrada al filtro es de 50Vcc con un rizado de 2,5 Vrms a partir de un rectificador de onda completa y un filtro RC, con R= 100Ω y C= 100 F. DIODOS ZENER En el siguiente circuito regulador de tensión: a) Entre qué valores máximos y mínimos puede variar Ri, regulando en todo momento el circuito? b) Elegir el valor de Ri más adecuado? c) Calcular la máxima potencia disipada en funcionamiento por Z1, Z2 y Ri. d) Con el valor elegido por usted en el punto b) calcular entre qué valores máximos y mínimos puede variar E, regulando en todo momento el circuito. Datos: Llave S en A ó B il1= 100 ma. il2= 10 / 30 ma. il3= 60 ma 30 V E 40 V Z1 : ECG5182A ( Z2 : ECG5186A Nota: No considerar las variaciones de la tolerancia dadas por el fabricante. Adoptar el 10 % del valor de la máxima corriente por el zener como IZ En el siguiente circuito regulador: a) Adoptar un valor conveniente de Ri, si: i) il = 1 A ii) 0 il 1 A b) Hallar la máxima potencia disipada en funcionamiento por el zener para i) e ii). c) Especificar las características que debe cumplir el diodo zener y la Ri, para ambos casos. Datos: 22V E 28V, VRL = 20 V. + E Ri Z i L RL Calcular un circuito regulador con diodo zener, a fin de que pueda trabajar con los datos especificados: a) Calcular el rango de variación de la resistencia limitadora Ri. c) Adoptar el valor más adecuado de Ri, explique por qué. Elija su valor normalizado. c) Especificar las características que debe cumplir el zener para trabajar en el circuito, y elija de las hojas de datos el diodo zener, recalcule si fuera necesario. Datos: 13 V Vi 16 V 10 ma il 85 ma VRL= 12 V DIODOS ESPECIALES Página 4/5

5 Un sistema de alarma utiliza el display de siete segmentos ECG3078 (se adjunta hoja de datos) a) Adoptar la tensión de alimentación. b) Calcular las resistencias limitadoras. Especificar el valor normalizado adoptado, con la potencia respectiva a disipar. c) Con los valores calculados por usted en a), calcular el máximo y el mínimo consumo posible del display CIRCUITOS LIMITADORES UNIDAD OCHO El circuito de la figura representa a un circuito recortador-limitador. Datos: Vi = 30 sen t (V) V 1 =10Vcc. Para todos los diodos V D,6V; VZ=5 V. Con los datos aportados en el problema: a) Calcular la función de transferencia V0/Vi. b) Calcular y graficar las corrientes por cada rama Página 5/5