Boletín de problemas de DIODOS Nota: Todos los circuitos siguientes han sido simulados en el entorno Micro-cap 10.0.9.1 Evaluation Version. 1.- Calcular el valor de la corriente y tensión del diodo rectificador (Id, Vd), la tensión de la resistencia (Vr) y las potencias disipadas por ambos dispositivos (Pd, Pr) para los siguientes parámetros: a) Vcc = 12 V, R = 1 K, V F = 0,7 V b) Vcc = -10 V, R = 1 K, V F = 0,7 V c) Vcc = 120 V, R = 3 K, V F = 0,7 V Vr = Pr = d) Vcc = 120 V, R = 3 K, V F = 0 V e) Vcc = 1 V, R = 4,7 K, V F = 0,7 V f) Vcc = 1 V, R = 4,7 K, V F = 0 V a)11,3 ma b)0 ma c)39,76 ma d)40 ma e)63,83 A f)0,21 ma a)0,7 V b)-10 V c)0,7 V d)0 ma e)0,7 V f)0v a)11,3 V b)0 V c)119,3 V d)120 V e)0,3 V f)1v a)7,91 mw b)0 mw c)27,83 mw d)0 W e)44,68 W f)0w a) 127,69 mw b)0 mw c)4,74 W d)4,8 W e)19,15 W f)0,21 mw 2.- Calcular el valor de la corriente y tensión del diodo Zener (Id, Vd), la tensión de la resistencia (Vr) y las potencias disipadas por ambos dispositivos (Pd, Pr) para los siguientes parámetros: a) Vcc = 7 V, R = 1 K, V F = 0,7 V, Vz = 5 V b) Vcc = -10 V, R = 1 K, V F = 0,7 V, Vz = 5 V c) Vcc = -3 V, R = 3 K, V F = 0,7 V, Vz = 5 V d) Vcc = 7 V, R = 1 K, V F = 0,7 V, Vz = 10 V Vr = Pr = a)6,3 ma b)-5 ma c)0 ma d)6,3 ma a)0,7 V b)-5 V c)-3 V d)0,7 V a)6,3 V b)-5 V c)0 V d)6,3 V a)4,41 mw b)25 mw c)0 mw d)4,41 mw a)39,69 mw b)25 mw c)0 W d)39,69 mw 3.- Calcular el valor de la corriente y tensión del diodo rectificador (Id, Vd), las tensiones de las resistencia (Vr1, Vr2, Vr3) y las potencias disipadas por los cuatro dispositivos (Pd, Pr1, Pr2, Pr3) para los siguientes parámetros: a) Vcc = 10 V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, R3 = 0 K, V F = 0,7 V b) Vcc = 10 V, R1 = 1 K, R2 = K, R3 = 1 K, V F = 0,7 V c) Vcc = 10 V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, R3 = 1 K, V F = 0,7 V Vr1,2,3 = Pr1,2,3 = a)18,6 ma b)4,65 ma c)6,2 ma a)0,7 V b)0,7 V c)0,7 V a)9,3/9,3/0 V b)4,65/4,65/4,65 V c)3,1/3,1/6,2 V a)13,02 mw b)3,25 mw c)4,34 mw a)86,49/86,49/0 mw b)21,62/0/21,62mw c) 9,6/9,6/38,4 mw
4.- Calcular el valor de la corriente y tensión del diodo Zener (Id, Vd), el estado del diodo y la tensión Vout: a) Vcc = 8 V, V1 = 3 V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, V F = 0,7 V, Vz = 3 V b) Vcc = -2 V, V1 = 3 V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, V F = 0,7 V, Vz = 3 V c) Vcc = 3 V, V1 = 3 V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, V F = 0,7 V, Vz = 3 V Vout = Estado a)2,15 ma b)-1 ma c)0 ma a)0,7 V b)-3 V c)0 V a)5,85 V b)-1 V c)3 V a)conducción b)ruptura c)corte 5.- Calcular las corriente y tensiones de las resistencias (Ir, Vr) y los diodos (Id, Vd) para los siguientes circuitos: a) Vcc = 10 V, R1 = 1 K, V F1 = 0,7 V, V F2 = 0,3 V b) Vcc = 10 V, R1 = 2 K, V F1 = 0,7 V, V F2 = 0,3 V c) Vcc = 10 V, R1 = R2 = 1 K, V F = 0,7 V d) Vcc = 10 V, R1 = 2 K, V F1 = V F2 =0,7 V, V F3 = 0,3 V e) Vcc = 10 V, R2 = 1 K, R1 = R3 = 2 K, V F1 = 0,7 V f) Vcc = 10 V, R1 = 1 K, R2 = 2 K, V F = 0,7 V g) Vcc = 10 V, V1 = 2 V, R1 = R2 =1 K, V F = 0,7 V h) Vcc = 10 V, R1 = 1 K, V F = 0,7 V i) Vcc = 10 V, R1 = 1 K, R2 = 2 K, V F1 = 0,7 V, V z2 = 5 V j) Vcc = 10 V, R1 = 1 K, R2 = 2 K, V F1 = 0,7 V, V z2 = 5 V a) b) Ir 1/2/3= a)9,7 ma b)4,5 ma c)8,6/0,7 ma d)4,5 ma e)3,5/2,34/1,16 ma f)8,6/4,3 ma g)7,3/2 ma h)8,6 ma i)4,3/2,5 ma j)4,3/0,34 ma c) d) Vr 1/2/3= a)9,7 V b)9 V c)8,6/0,7 V d)9 V e)7/2,3/2,3 V f)8,6/8,6 V g)7,3/2 V h)8,6 V i)4,3/5 V j)4,3/0,7 V e) f) Id 1/2/3= a)0/9,7 ma b)4,5 ma c)8,6/7,9 ma d)4,5/0/4,5 ma e)3,5 ma f)13 ma g)7,3 ma h)8,6/0/8,6 ma i) 4,3/-1,8 ma j) 3,96/-4,3 ma g) h) Vd 1/2/3= a)0,3/0,3 V b)0,7/0,3 V c)0,7/0,7 V d)0,7/0,3/0,3 V e)0,7 V f)0,7/0,7 V g)0,7 V h)0,7/-0,7/0,7 V i)0,7/-5 V j)0,7/-5 V i) j)
6.- Calcular el valor de la corriente y tensión del diodo Zener (Id, Vd), la potencia disipada por el diodo y la batería (Pd, Pbat) para los siguientes parámetros: a) Vcc = 8 V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, R3 = 1 K, V F = 0,7 V, Vz = 5 V b) Vcc = 8 V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, R3 = 1 K, V F = 0,7 V, Vz = 3 V c) Vcc = -10 V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, R3 = 1 K, V F = 0,7 V, Vz = 3 V Id= Vd= Pbat= a)0 ma b)-0,66 ma c)2,86 ma a)-4 V b)-3 V c)0,7 V a)0 mw b)1,98 mw c)2 mw a)32 mw b)34,664 mw c)64,33 mw 7.- Calcular el valor de la corriente y tensión del diodo Zener (Id, Vd), la potencia disipada por el diodo y la batería Vcc (Pd, Pbat) para los siguientes parámetros: a) Vcc = 8 V, V1 = 2 V,R1 = 1 K, R2 = 1 K, V F = 0,7 V, Vz = 3 V b) Vcc = 4 V, V1 = 2 V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, V F = 0,7 V, Vz = 5 V c) Vcc = -10 V, V1 = 2 V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, V F = 0,7 V, Vz = 3 V Id= Vd= Pbat= a)-4 ma b)0 ma c)2,86 ma a)-3 V b)-3 V c)0,7 V a)12 mw b)0 mw c)4,62 mw a)40 mw b)4 mw c)93 mw 8.- El LED de la figura funciona con una corriente nominal de 10 ma. Calcular el valor teórico de la resistencia R que habría que poner si queremos que el LED ilumine con su potencia nominal, en los siguientes casos: a) Vcc = 10 V, V F (D1)= 0,7 V, V F (LED)= 1,7 V b) Vcc = 20 V, V F (D1)= 0,7 V, V F (LED)= 1,7 V c) Idem que a) para que el LED ilumine el doble Hallar la potencia consumida por el LED y la suministrada por la batería en cada caso. R = a)0,76 K b)1,76 K c)0,38 K P LED = P Bat = a)17 mw b)17 mw c)34 mw a)100 mw b)200 mw c)200 mw
9.- El circuito de la figura representa una matriz de 9 LEDs, que es alimentada por una fuente común Vcc y activada por un único interruptor (Switch1). El objetivo del circuito es encender la matriz de 3x3 LEDs rojos al cerrar el interruptor para producir un determinado aviso luminoso. Se considera que los LEDs están correctamente iluminados si por ellos pasan 15 ma. Sabiendo que la tensión en conducción de un LED rojo es V F = 1,7 V se pide: a) Valor de las resistencias R1, R2 y R3 para que el circuito funcione correctamente si Vcc = 12 V b) Potencia suministrada por la fuente Vcc, consumida por las resistencias y por los diodos c) Corriente que soportan las resistencias, la fuente Vcc y el interruptor. R1, R2, R3 = máximo 0,46 K I R = 15 ma I Vcc = I switch = 45 ma P R = 103,5 mw cada una (310,5 mw en total) P Bat = 540 mw P LED = 25,5 mw cada uno (229,5 mw en total) 10.- El circuito de la figura representa una matriz de 9 LEDs, que es alimentada por una fuente común Vcc y activada por un único interruptor (Switch1). El objetivo del circuito es encender la matriz de 3x3 LEDs rojos al cerrar el interruptor para producir un determinado aviso luminoso. Se considera que los LEDs están correctamente iluminados si por ellos pasan 15 ma. Sabiendo que la tensión en conducción de un LED rojo es V F = 1,7 V se pide: a) Valor de la resistencia R1 para que el circuito funcione correctamente si Vcc = 12 V b) Potencia suministrada por la fuente Vcc, consumida por la resistencia y por los diodos c) Corriente que soportan la resistencia, la fuente Vcc y el interruptor. R1 = máximo 0,154 K I R = 45 ma I Vcc = I switch = 45 ma P R = 310,5 mw P Bat = 540 mw P LED = 25,5 mw cada uno (229,5 mw en total)
Boletín de problemas APLICACIONES DE DIODOS 1.- Dibujar la forma de onda de Vout, indicando los valores máximo y mínimo que alcanza, en los siguientes casos: a) Vs = 20 sen (2 50 t) V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, V = 0,7 V, Vz = 5 V b) Vs = 20 sen (2 50 t) V, R1 = 4 K, R2 = 1 K, V = 0,7 V, Vz = 5 V c) Vs = 20 sen (2 50 t) + 20V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, V = 0,7 V, Vz = 5 V d) Vs = 20 sen (2 50 t) + 20V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, V = 0,7 V, Vz = 15 V c) Vs = 20 sen (2 50 t) + 20V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, V = 0,7 V, Vz = 23V d) Vs = 20 sen (2 50 t) - 20V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, V = 0,7 V, Vz = 15 V a) b) c) d) e) f)
2.- Dibujar la forma de onda de entrada v i y de salida v o del rectificador, indicando el escalado de cada uno de los ejes, así como los valores mínimos y máximos. Calcular los valores de componente continua (Vdc), tensión pico a pico (Vpp), valor eficaz (Vef) y factor de rizado de la onda de salida V o. a) Vi = 20 sen (2π50t), R1 = 1 K, R2 = 1 K, R3 = 1 K, V F = 0,7 V b) Vi = 20 sen (2π50t)+10 V, R1 = 1 K, R2 = K, R3 = 1 K, V F = 0,7 V c) Vi = 20 sen (2π50t)-10 V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, R3 = 0,5 K, V F = 0,7 V Idem para el circuito de la figura siguiente: d) Vi = 20 sen (2π50t), R1 = 1 K, R2 = 1 K, R3 = 0,5 K, V F = 0,7 V e) Vi = 20 sen (2π50t)+10 V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, R3 = 0,5 K, V F = 0,7 V f) Vi = 20 sen (2π50t)-10 V, R1 = 1 K, R2 = 1 K, R3 = 0,5 K, V F = 0,7 V a) b) c) Vdc=2,05 V; Vpp=6,43 V; Vef=3,21 V; Fr=313% d) Vdc=V; Vpp= V; Vef=? V; Fr=% e) Vdc= V; Vpp= V; Vef= V; Fr= % f) Vdc=-3,07 V; Vpp=9,65 V; Vef=4,82 V; Fr=313% Vdc=V; Vpp= V; Vef=? V; Fr=% Vdc=V; Vpp= V; Vef=? V; Fr=%