Lab Curva característica del diodo semiconductor PDF

Preview

Summary

lab...

Description

Característica del diodo

Objetivo: Determinar las curvas características de los diodos utilizando un software de simulación de circuitos para comprender el funcionamiento de un diodo semiconductor en polarización directa e inversa.

Fundamentos teóricos Un diodo semiconductor puede dejar pasar corriente o bloquearla dependiendo de la dirección en que está entrando la corriente por sus materiales. La dirección de entrada indica el modo de operación del diodo y denota su comportamiento en relación con la corriente. Cuando la corriente entra por el ánodo o lado positivo, el diodo permite el flujo de corriente y se dice que el diodo está en el modo de polarización directa o conducción. Cuando la corriente entra por el cátodo o lado negativo, el diodo bloquea el flujo de corriente y se dice que el diodo está en el modo de polarización inversa o no conducción. Con estos dos modos de operación, se puede graficar la relación de I-V característica del diodo. Cuando el diodo está en polarización directa y con aproximadamente 0.6 a 0.7 V, permite el flujo continuo de corriente. Otro tipo de diodo que se utilizará en varias ocasiones es el diodo emisor de luz o LED. Este tipo de diodo funciona como cualquier otro tipo de diodo con la excepción de que tiene un filamento que se calienta cuando el diodo está en polarización directa. Este filamento produce luz al calentarse como una bombilla.

Materiales • • • • • • •

2 diodo 1N4001 Resistencias de 220Ω, 330Ω,10 kΩ,4.7kΩ. 1 LED Multímetro Protoboard Cables de conexión Software de simulación sugerido, Tinkercad

Procedimiento 1. Para comprobar el funcionamiento del diodo semiconductor en polarización directa, monte el circuito 1, usando R1 = 330Ω y anote en el cuadro 1. 2.Monte el circuito 1 con R1 = 220Ω y reemplace el diodo semiconductor por un diodo LED y anote en el cuadro 2 Cuadro 1

Circuito 2

VF 0.5 1 2 3 4 6 8 10

ID (Si)

Cuadro 2 VD

VF 0.5 1 2 3 4 6 8 10

ID (LED)

VD

3. Para comprobar el funcionamiento del diodo semiconductor en polarización inversa, monte el circuito 2, usando R1 = 330Ω y anote en el cuadro 3. 4.Monte el circuito 2 con R1 = 220Ω y reemplace el diodo semiconductor por un diodo LED y anote en el cuadro 4 Cuadro 3

Circuito 2

VF 0.5 1 2 3 4 6 8 10

ID (Si)

Cuadro 4 VD

VF 0.5 1 2 3 4 6 8 10

ID (LED)

VD

Análisis de circuito con dos diodos:

Circuito 3

5. Considere el circuito 3 usando una fuente de12 voltios, R1 = 10 kΩ y R2 = 4.7 kΩ. Utilice el circuito equivalente de la segunda aproximación del diodo y calcule los voltajes a través de las dos resistencias. Anote los resultados como variación 1 en el cuadro 5. 6. Construya el circuito 3 usando E = 12 voltios, R1 = 10 kΩ y R2 = 4.7 kΩ. Mida los voltajes en las dos resistencias. anote los resultados como variación 1 en las columnas tres y cuatro del cuadro 5. 7. También calcule y registre las desviaciones porcentuales en las columnas 5 y 6. 8. Invierta la dirección de D1 y repita los pasos 5 y 6 como Variación 2 en el cuadro 5. 9. Devuelva D1 a la orientación original e invierta la dirección de D2. Repita los pasos 5 y 6 como Variación 3 en el cuadro 5. 10. Invierta la dirección de D1 y D2, y repita los pasos 5 y 6 como Variación 4 en el cuadro 5. Cuadro 5 VF 1 2 3 4

VR1 calculado

VR2 calculado

VR1 medido

VR2 medido

%Error VR1

3. Realiza las anotaciones personales para cada parte de la experiencia.

%Error VR2

4. Resuelva el siguiente cuestionario ¿0.7 voltios es una aproximación razonable para un potencial de polarización directa? ¿Es un circuito abierto una aproximación razonable para un diodo con polarización inversa? Apoye sus argumentos con datos experimentales. • La resistencia "promedio" de un diodo polarizado hacia adelante se puede calcular simplemente dividiendo el voltaje del diodo por su corriente. Usando el cuadro 1, determine la resistencia de diodo promedio más pequeña (muestre el trabajo). • La resistencia dinámica (también conocida como resistencia de CA) de un diodo se puede aproximar tomando las diferencias entre las lecturas adyacentes de voltaje de corriente. Es decir, rdiode = ΔVdiode/ΔIdiode. ¿Cuáles son las resistencias más pequeñas y grandes usando el cuadro 1 (mostrar trabajo)? En base a esto, ¿cómo sería una gráfica de resistencia instantánea de diodo versus corriente de diodo? • Si el circuito 3 se hubiera construido con LED en lugar de diodos de conmutación, ¿habría algún cambio en los valores medidos en el cuadro 3? ¿Por qué sí /por qué no? •...