CICLO 02-2015 UNIVERSIDAD DON BOSCO FACULTAD DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS COORDINACIÓN DE ELECTRÓNICA Y BIOMÉDICA GUÍA DE LABORATORIO Nº 02 NOMBRE DE LA PRACTICA: Diodo de Unión Bipolar LUGAR DE EJECUCIÓN: Laboratorio de Fundamentos Generales (Edificio 3, Aula 3.21) TIEMPO ESTIMADO: 3 Horas ASIGNATURA: Electrónica Analógica Discreta. INSTRUCTOR(ES): William Argueta / Alejandro Velásquez / Luis Kelman Belloso / I. OBJETIVOS Verificar el estado de un diodo de unión bipolar. Trazar la curva característica I D versus V D a partir de datos experimentales. Determinar la resistencia estática y dinámica del diodo. Aplicar el diodo de unión bipolar como rectificador de forma de onda. II. INTRODUCCIÓN TEÓRICA EL DIODO SEMICONDUCTOR Los diodos semiconductores se usan en prácticamente todos los equipos electrónicos. Uno de los usos primarios del diodo consiste en cambiar de corriente alterna (AC) a corriente directa (DC). El diodo es el más simple de todos los semiconductores, sus terminales son ánodo y cátodo, los cuales deben de estar correctamente polarizados para que el diodo pueda conducir una corriente neta. Las características der un diodo se asemejan a las de un interruptor que solo permite la conducción de corriente en una sola dirección. Figura 2.1. Polarización del diodo. a) Polarización directa; b) Polarización inversa. III. MATERIALES Y EQUIPO Nº Requerimientos Cantidad 1 Unidad PU-2000 1 2 Tarjeta EB-103 1 3 Par de puntas para multímetro 1 4 Osciloscopio 1 5 Puntas para osciloscopio 1
IV. PROCEDIMIENTO PARTE I. COMPROBACIÓN DE DIODOS 1. Introduzca la tarjeta EB-111 en el PU-2000. 2. Revise el estado de los diodos presentes en la tarjeta, para ello, configure el multímetro en la escala de prueba de diodos (revisar la introducción teórica, el apartado de comprobación y detección de averías). 3. Una vez colocada la escala de prueba de diodos, mida en forma directa (ánodo con terminal positivo, y cátodo con terminal negativo del multímetro) y en forma inversa (ánodo con terminal negativo, y cátodo con terminal positivo del multímetro) los diodos designados como D 1, D 2 y D 3. Considere también el número que designa a cada diodo y anote sus resultados en la tabla 4.1. Diodo [Número del Diodo] Medición en Directa Medición en Inversa Estado (Bueno/Malo) D1 [ ] D2 [ ] D3 [ ] Tabla 4.1. Verificación del estado de un diodo. 4. Si encontrara algún diodo defectuoso, informe a su docente. PARTE II. CARACTERÍSTICAS DE LOS DIODOS POLARIZACIÓN DIRECTA 1. Ubique en la tarjeta EB-111 el circuito que contiene al diodo D 1. Este circuito está en la parte superior izquierda de la tarjeta. Configure el multímetro para medir corriente directa, en la escala de 200mA, y conéctelo tal como se indica en la figura 4.1. 2. Conecte el canal 1 del osciloscopio tal como se indica en la figura 4.1. De esta forma, se está midiendo la tensión directa del diodo. 3. Ajuste la sensibilidad del canal 1 del osciloscopio a 0.1VOLT/DIV inicialmente. Coloque el trazo horizontal en la línea más baja de la pantalla con el control Y-POS, coloque el osciloscopio en acople DC. 4. Encienda el equipo y ajuste la fuente PS-1 para que la tensión aplicada al diodo sea de 0.1V (medido con el osciloscopio). Figura 4.1. Polarización directa. 5. Ajuste la tensión aplicada al diodo (V D) de acuerdo a la tabla 4.2 y anote sus resultados. Electrónica Analógica Discreta 2
V D (V) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 I D (ma) Tabla 4.2. Mediciones de corriente para el diodo en polarización directa. POLARIZACIÓN INVERSA 6. Conecte el multimetro, configurado para medir corriente directa en la escala de 200mA, y conéctelo como se muestra en la figura 4.2 Figura 4.2. Polarización inversa. 7. Ajuste la tensión de la fuente variable PS-2 a 0V. 8. Mida la corriente del circuito con las tensiones indicadas en la tabla 4.3 y anote sus resultados en dicha tabla. PS-2 (V) 0-1 -5-10 I INV (ma) Tabla 4.3. Mediciones de corriente para el diodo en polarización inversa. IMPORTANTE: Nótese que aunque se aumente mucho la tensión en el diodo polarizado en inversa, no hay cambios significativos en la corriente inversa, esto se debe a que el diodo aún no ha llegado a la región Zener, la cual está a unos cientos de voltios más adelante. PARTE III. DIODO COMO RECTIFICADOR 1. Ubique el generador de señales en el PU-2000 y configure el generador de señales con los siguientes parámetros: - FORMA DE ONDA: Senoidal - FRECUENCIA: 1kHz - DC OFSSET: OFF - AMPLITUD: 4Vpp Recuerde que para ajustar la amplitud de la salida del generador de señales se tiene que auxiliar del osciloscopio y seleccionar una escala adecuada para su observación. Electrónica Analógica Discreta 3
2. Conecte el generador de señales en los bornes de Vin, tal como se muestra en la figura 4.3. Conecte el canal 2 en los mismos terminales donde conecto el generador de señales (Vin), con esto usted visualizara la señal de entrada. Posteriormente, conecte el canal 1 entre los terminales de R3, con ello medirá la tensión de salida. Los dos canales deben estar en acople DC. Figura 4.3. El diodo como rectificador. 3. Dibuje las formas de entrada y de salida en las figura 4.4 (procure usar un color diferente para dibujar cada señal). Figura 4.4. Rectificación de una onda senoidal. 4. Obtenga las mismas señales (de entrada y salida) para una forma de onda cuadrada y triangular. Dibuje las respectivas señales en la figura 4.5 y 4.6. Figura 4.5. Rectificación de una onda cuadrada. Electrónica Analógica Discreta 4
Figura 4.6. Rectificación de una señal triangular. V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS PARTE II. CARACTERÍSTICAS DE LOS DIODOS 1. Grafique la relación entre I D versus V D empleando los datos de la tabla 4.2. 2. Obtenga para cada medición de la tabla 4.2 el valor de la resistencia estática. Utilice la siguiente relación: R D = V D / I D PARTE III. DIODO COMO RECTIFICADOR 1. Obtenga las graficas de la señales de salida para el circuito de la figura 4.3 asumiendo que el diodo D2 se encuentra polarizado en forma inversa. VI. BIBLIOGRAFÍA [1] FLOYD, T.L. Principios de circuitos eléctricos, Pearson, México 2007. [2] BOYLESTAD, R. Análisis introductorio de circuitos. Prentice Hall, México 1998. Electrónica Analógica Discreta 5