EL DIODO COMO COMPUERTA (Practica 2) PDF

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Practica 2
Elaboración de la segunda practica, en ella se muestran los diferentes usos del diodo, en este caso ocupandolo como compuerta lógica para encender un led, se añade un marco teórico con todos los antecedentes necesarios para comprender la practica, se llenan las tablas correspondient...

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Universidad Autónoma del Estado de México

INGENIERIA EN COMPUTACIÓN Alumnos:

PRACTICA No. 2 EL DIODO COMO COMPUERTA Unidad de Aprendizaje: Electrónica Analógica Profesor: Fecha de Elaboración de la Práctica: Fecha de entrega:

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Contenido Objetivo:.................................................................................................................................2 Materiales a utilizar:.............................................................................................................2 Marco Teórico:......................................................................................................................2 1.- Compuertas lógicas.................................................................................................3 2.- El diodo como rectificador de onda....................................................................6 APLICACIONES PRÁCTICAS DEL DIODO....................................................................8 Rectificación....................................................................................................................8 Configuraciones de protección..................................................................................8 Aseguramiento de la polaridad..................................................................................8 Respaldo controlado de una batería.........................................................................9 Detector de polaridad...................................................................................................9 Ofrecimiento de una vida más larga y durabilidad.............................................10 Ajuste de los niveles de voltaje de referencia.....................................................10 Regulador de ca y generador de ondas cuadradas............................................10 Conclusión general............................................................................................................11 Bibliografía...........................................................................................................................11

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Objetivo: Construir circuitos sencillos que ilustren la operación básica en los diodos semiconductores.

Materiales a utilizar:         

Multímetro digital. Fuente de voltaje variable. Resistencias de 220 Ω, 1KΩ y 10 KΩ. 4 diodos de propósito general. 2 leds. Cable para conexiones (UTP). Protoboard. Osciloscopio. Generador de funciones.

Marco Teórico: El diodo es un dispositivo semiconductor de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de el en un solo sentido. El diodo posee las siguientes funciones. 

Rectificar: Son dispositivos capaces de suministrar la parte negativa de cualquier señal, como paso inicial, para convertir una corriente alterna en corriente continua.

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Proteger: en un circuito en donde convenga que la corriente circule solamente en un sentido, y nunca en el sentido contrario, puede ser protegido por la presencia de un diodo.

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1.- Compuertas lógicas Una aplicación típica de los circuitos con diodos es la implementación de compuertas lógicas. A continuación, se muestra el circuito dela compuerta OR, de lógica positiva. Ensamble el circuito y verifique su funcionamiento (Figura 1).

Figura 1. Compuerta lógica OR.

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El circuito de la compuerta OR debe quedar como se muestra en la Figura2.

Figura 2. Circuito Físico. 

Posterior mente, se comienzan a realizar las pruebas de la compuerta lógica creada con el circuito, dándonos cuenta de que, al quitar la corriente a uno de los diodos, este circuito sigue funcionando, al igual que si se tiene corriente en los dos diodos, como se muestra en la Figura 3.

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5 Figura 3. El Led enciende.

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Por último con esta compuerta, si se le quita la corriente a los dos diodos, el led no prende, como se muestra en la Figura 4.

Figura 4. Circuito sin corriente. Ahora se realizará todo este procedimiento con el circuito de la compuerta AND (Figura 5).

Figura 5. Circuito de compuerta AND. 

El circuito de la compuerta AND debe quedar como se muestra en la Figura6.

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Figura 6. Compuerta lógica AND. 6

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Posterior mente, se comienzan a realizar las pruebas de la compuerta lógica creada con el circuito, dándonos cuenta que al quitar la corriente a uno de los diodos, este circuito deja de funcionar, al igual que si se no tiene corriente en los dos diodos, como se muestra en la Figura 7.

Figura 7. El led no enciende. 

Por otro lado el led solo enciende si los dos diodos están conectados a corriente, como se muestra en la Figura 8.

Figura 8. Circuito con corriente.

2.- El diodo como rectificador de onda

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Una de las aplicaciones más recurrentes de los diodos semiconductores es la implementación de rectificadores de onda. Con el siguiente circuito verifique la señal que pasa a través de la resistencia (Figura 9).

Figura 9. Rectificador de media onda. 

Se realiza el circuito físico de rectificador en la protoboard y se comienza con las medidas (Figura 10.).

Figura 10. Mediciones del rectificador de media onda. 

La onda arrojada fue la que se muestra a continuación (Figura 11).

Fi gur a11.Onda.

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Ahora realiza el siguiente diagrama (Figura 12) y realiza los mismos pasos.

Figura 12. Rectificador de onda completa. 

Se realiza el circuito físico de rectificador en la protoboard y se comienza con las medidas (Figura 13.).

Fi gur a13.Medi dasdel r ec t i fic adordeondacompl et a. 

La onda arrojada fue la que se muestra a continuación (Figura 14).

Fi gur a14.Onda.

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APLICACIONES PRÁCTICAS DEL DIODO Rectificación Los cargadores de baterías son una pieza de equipo doméstico común para cargar cualquier cosa desde pequeñas baterías de linterna hasta baterías marinas de ácido y plomo para trabajo pesado. Como todos se enchufan en una toma de corriente alterna de 120 V como las que se utilizan en las casas, la construcción básica de cada uno es muy parecida. En todo sistema de carga se debe incluir un transformador para acondicionar el voltaje de ca a un nivel apropiado para la cd que se va a establecer. Se debe incluir una configuración de diodos (también llamado rectificador) para convertir el voltaje de ca, el cual varía con el tiempo, a un nivel de cd fijo.

Configuraciones de protección Los diodos se utilizan de varias maneras para proteger elementos y sistemas contra voltajes o corrientes excesivos, inversiones de polaridad, formación de arcos y cortocircuitos, por mencionar algunos.

Aseguramiento de la polaridad Hay numerosos sistemas que son muy sensibles a la polaridad del voltaje aplicado. Por ejemplo, en la figura a, suponga por el momento que hay una pieza de equipo muy costosa que podría sufrir daños a causa de una polarización incorrectamente aplicada. En la figura b la polarización correcta aplicada se muestra a la izquierda. Por consiguiente, el diodo se polariza en inversa, pero el sistema funciona bien; el diodo no tiene ningún efecto. Sin embargo, si se aplica la polaridad equivocada como se muestra en la figura c, el diodo conducirá e impedirá que aparezcan más de 0.7 V a través de las terminales del sistema, protegiéndolo así contra voltajes excesivos de la polaridad equivocada. Para cualquier polaridad, la diferencia entre el voltaje aplicado y la carga o voltaje a través del diodo aparecerá a través de la fuente en serie o la resistencia de la red.

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Respaldo controlado de una batería En numerosas situaciones un sistema debe contar con una fuente de corriente de respaldo para garantizar que el sistema siga funcionando en caso de una pérdida de corriente. Esto es especialmente cierto para los sistemas de seguridad y sistemas de iluminación que deben encender durante una falla de corriente. Así mismo, es importante cuando un sistema como una computadora o un radio se desconectan de su fuente de conversión de ca a cd a un modo portátil para viaje.

Detector de polaridad Mediante varios LED de diferentes colores se puede utilizar la red simple de la figura 2.135 para verificar la polaridad en cualquier punto en una red de cd. Cuando la polaridad es la que se indica con los 6 V aplicados, la terminal superior es positiva, el diodo D1 conducirá junto con el LED1 y se producirá una luz verde. Tanto el diodo D2 como el LED2 se polarizan en inversa para la polaridad anterior. Sin embargo, si la polaridad se invierte a la entrada, el diodo D2 y el LED2 conducirán y aparecerá una luz roja, que define al conductor superior como el conductor sometido al potencial negativo. Parecería que la red funcionara sin los diodos D1 y D2. Sin embargo, en general, los LED no aceptan la polarización en inversa por la sensibilidad incorporada durante el proceso de dopado. Los diodos D1 y D2 ofrecen condiciones de circuito abierto en serie que protege a los LED. En el estado de polarización en directa, los diodos adicionales D1 y D2 reducen el voltaje a través de los LED a niveles de operación más comunes.

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Ofrecimiento de una vida más larga y durabilidad Algunos de las principales preocupaciones al utilizar focos eléctricos en señales de salida son su limitada duración (requieren un reemplazo frecuente); su sensibilidad al calor, al fuego, etc. su factor de durabilidad cuando ocurren accidentes catastróficos, y sus altos requerimientos de voltaje y potencia. Por esta razón, a menudo se utilizan LED para una mayor duración, más altos niveles de durabilidad y menor demanda de niveles de voltaje y potencia (en especial cuando se opera el sistema de reserva de batería de cd).

Ajuste de los niveles de voltaje de referencia Para ajustar los niveles de referencia puede utilizar diodos convencionales y diodos Zener. La red, con dos diodos y un diodo Zener, proporciona tres niveles diferentes de voltaje.

Regulador de ca y generador de ondas cuadradas También se pueden utilizar dos diodos Zener espalda con espalda a manera de regulador de ca.

Conclusión general. En conclusión, el uso del diodo puede crear diferentes tipos de ondas senoidales, también pueden ser usados para crear compuertas lógicas, en la práctica creamos la compuerta lógica or y and, por medio de diodos de propósito general y resistencias de diferentes tamaños, volvimos a recordar cómo utilizar el osciloscopio, así como el generador de fuentes esto con el propósito de generar una onda de 100 Hz y ver lo que ocurría al pasar por el puente de diodos. En general la practica numero dos nos ayudó a comprender aún más el funcionamiento del diodo y las distintas aplicaciones que este puede tener.

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Bibliografía BOYLESTAD, ROBERT L. y NASHELSKY, LOUIS. (2009). Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos. Atlacomulco 500-5o. piso Col. Industrial Atoto 53519, Naucalpan de Juárez, Estado de México: PEARSON EDUCACIÓN.

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