Tema  3.    Electrónica  de  semiconductores     Andrés  Iborra  García   Departamento  de  Tecnología  Electrónica   Sep>embre  2012      

Índice

Índice   1.  Física  de  semiconductores.    1.1.  Materiales  semiconductores.    1.2.  La  unión  PN.     2.  Diodos  semiconductores.                2.1  Polarización.    2.2  Caracterís>ca  de  salida.    2.3  Análisis  de  circuitos  mediante  la  recta  de  carga.    2.4  Niveles  de  resistencia.    2.5  Circuitos  equivalentes.    2.6  Análisis  de  circuitos  mediante  circuitos  equivalentes.    

 2.7  Capacitancia  del  diodo.    2.8  Tiempo  de  recuperación  inversa.    2.9  Hojas  de  especificaciones.    2.10  Encapsulado.    2.11  Prueba  de  diodos.    2.12  Otros  >pos  de  diodos.  

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Índice

Índice   3.  Aplicaciones  de  los  diodos.    3.1  Implementación  de  puertas  lógicas.    3.2  Rec>ficadores.    3.3  Recortadores.    3.4  Cambiadores  de  nivel.    3.5  Reguladores  de  tensión.  

4. Transistor bipolar de unión. 4.1 La estructura del transistor bipolar. 4.2 Comportamiento del BJT. 4.3 Configuraciones. 4.4 Parámetros característicos. 4.5 Curvas características del BJT. 4.6 Hojas de características. 4.7 Aplicaciones. 4.9 El fototransistor. 4.10 Optoacopladores. 4.11 Encapsulados.

Electrónica  Industrial  

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Índice

5.  Transistores  de  efecto  de  campo.  

Índice  

 5.1  Introducción.    5.2  JFET      5.2.1  JFET  de  canal  n.      5.2.2  JFT  de  canal  p.      5.2.3  Caracterís>ca  de  transferencia.      5.2.4  Hojas  de  caracteris>cas.    5.3  MOSFET  de  deplexión.      5.3.1    MOSFET  de  deplexión  canal  n.      5.3.2  MOSFET  de  deplexión  canal  p.      5.3.3  Simbología.      5.3.4  Hojas  de  caracterís>cas.    5.4  MOSFET  de  acumulación.      5.4.1  MOSFET  de  acumulción  canal  n.   5.4.2  MOSFET  de  acumulción  canal  p.      5.4.3  Simbología.      5.4.4  Hojas  de  caracterís>cas.    5.5  Manipulación  de  los  MOSFET.    5.6  Tabla  resumen.  

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 5.7.  Otros  transistores  MOSFET.  

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Física  de  semiconductores  

Semiconductores  discretos   Semiconductores  integrados  

Sistemas  mecánico   ACTUADORES   •  Solenoides,  relés,  piezoeléctricos   •  Motores  de  con>nua   •  Motores  paso  a  paso   •  Servomotores   •  Disposi>vos  hidráulicos  y   neumá>cos.  

VISUALIZADORES   •  LEDs   •  Displays   •  LCD  

•  CRT   •  TFT  

Electrónica  Industrial  

SENSORES   •  Interruptores   •  Pulsadores   •  Potenciómetros   •  LDRs   •  Fotocélulas   •  Encoders  

•  Galgas  extensom   •  Termopares   •  Acelerómetros   •  MEMs  

ACONDICIONADORES   DE  SEÑALES  DE  SALIDA   E  INTERFACES   •  D/A   •  Transistores  de   •  Amplificadores   potencia   •  PWM  

ACONDICIONADORES   DE  SEÑALES  DE   ENTRADA  E  INTERFACES   •  Circuitos  discretos   •  Filtros   •  Amplificadores   •  A/D  

SISTEMAS  DE  CONTROL   DIGITAL   •  Combinacionales   •  Memorias   •  Secuenciales   •  SoC   •  μP   •  Comunicaciones   •  μC   •  Sobware  

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Materiales  semiconductores  (I)  

Física  de  semiconductores  

•  La  conduc>vidad  de  los  materiales  depende  del  número  de  electrones  de  valencia   (electrones  que  giran  en  torno  al  átomo  en  la  orbita  exterior).   •  Cuantos  más  electrones  de  valencia  mayor  resistencia  a  la  conducción.   •  Los  materiales  tetravalentes  son  materiales  semiconductores.   •  Los  materiales  más  usados  en  la  fabricación  de  semiconductores  son  el  Si  y  el  Ge.  

4  Electrones   de  valencia   Ge   +32  

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Si   +14  

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Física  de  semiconductores  

Materiales  semiconductores  (II)  

Semiconductores  intrínsecos •  Los  átomos  se  unen  entre  sí  compar>endo  electrones  de  valencia  con  los  átomos  vecinos.     •  Los  electrones  compar>dos  >enen  una  influencia  estabilizadora  en  el  núcleo  de  los  átomos.  

Electrones  compar>dos

Electrones     de  valencia

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Física  de  semiconductores  

Materiales  semiconductores  (III)  

Semiconductores  extrínsecos •  El  silicio  puro  es  un  material  inerte  que  conduce  con  mucha  dificultad.     •  La  mejora  de  la  conduc>vidad  del  silicio  se  consigue  añadiendo  en  el  silicio  fundido   pequeñas  can>dades  de  impurezas  en  un  proceso  que  es  conocido  como  dopaje.   •  Hay  dos  >pos  de  materiales  semiconductores  extrínsecos:  n  y  p.   

 

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Materiales  semiconductores  (IV)  

Física  de  semiconductores  

Material  ?po  n Si  dopamos  el  silicio  (o  germanio)  con  impurezas  pentavalentes  (Sb,  As,  P)  obtenemos  un semiconductor tipo n.

Electrones  compar>dos

Electrones     de  valencia

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5º  Electrón  de  valencia   (electrón libre)

Impurezas   de   An>monio

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Física  de  semiconductores  

Materiales  semiconductores  (V)  

Material  ?po  p Si  dopamos  el  silicio  (o  germanio)  con  impurezas  trivalentes  (Ga,  Al,  In,  B)  obtenemos  un

 

semiconductor tipo p.

Hueco

Impurezas   de  Boro

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Física  de  semiconductores  

Materiales  semiconductores  (VI)  

Flujo  de  huecos  en  un  material  p

 

El  flujo  de  huecos  se  debe  a  electrones  de  valencia  que  adquieren  la  suficiente  energía   para  ocupar  un  hueco  próximo.

Flujo  de  Huecos Flujo  de  electrones

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Materiales  semiconductores  (VII)  

Física  de  semiconductores  

Portadores  mayoritarios  y  minoritarios Iones  Donadores  (átomos  pentavalentes   que  han  perdido  un  electrón) Portadores  mayoritarios   (electrones  libres  +  electrones  generados   térmicamente  o  luminosamente)   Portadores  minoritarios  (huecos  debidos  a   electrones  del  material  intrínseco  que  adquieren   energía  debida  a  fuentes  térmicas  o  luminosas)   Iones  aceptadores  (átomos  trivalentes   que  han  aceptado  un  electrón)

Material  ?po  n Material  ?po  p Portadores  mayoritarios   (huecos  por  impurezas  +   huecos  generados   térmicamente  o  lum.)  

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Portadores  minoritarios  (electrones   generados  térmicamente  o  luminos.)

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Física  de  semiconductores  

• 

• 

La  unión  p-­‐n  

Un  extremo  de  un  cristal  de  silicio  o  germanio  puede  ser  dopado  con  impurezas   >po  p  y  el  otro  con  impurezas  >po  n.  El  resultado  es  una    unión  p-­‐n  o  diodo.  

En  el  momento  que  los  dos  materiales  (p  y  n)  se   unan   los   electrones   y   huecos   en   la   región   de   unión   se   recombinan,   originándose   una   carencia   de  portadores  en  esta  región.  

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El   resultado   es   la   formación   de   una   región   de   deplexión   o   agotamiento   alrededor   de   la   unión.   Solo  hay  iones  nega>vos  y  posi>vos.  

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Diodos  semiconductores  

Sistemas  mecánico   ACTUADORES   •  Solenoides,  relés,  piezoeléctricos   •  Motores  de  con>nua   •  Motores  paso  a  paso   •  Servomotores   •  Disposi>vos  hidráulicos  y   neumá>cos.  

VISUALIZADORES   •  LEDs   •  Displays   •  LCD  

•  CRT   •  TFT  

Electrónica  Industrial  

SENSORES   •  Interruptores   •  Pulsadores   •  Potenciómetros   •  LDRs   •  Fotocélulas   •  Encoders  

•  Galgas  extensom   •  Termopares   •  Acelerómetros   •  MEMs  

ACONDICIONADORES   DE  SEÑALES  DE  SALIDA   E  INTERFACES   •  D/A   •  Transistores  de   •  Amplificadores   potencia   •  PWM  

ACONDICIONADORES   DE  SEÑALES  DE   ENTRADA  E  INTERFACES   •  Circuitos  discretos   •  Filtros   •  Amplificadores   •  A/D  

SISTEMAS  DE  CONTROL   DIGITAL   •  Combinacionales   •  Memorias   •  Secuenciales   •  SoC   •  μP   •  Comunicaciones   •  μC   •  Sobware  

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Diodos  semiconductores  

Polarización  del  diodo  (I)  

Un  diodo  admite  tres  modos  de  funcionamiento:     •  Sin  polarización.   •  Polarización  directa.   •  Polarización  inversa.     Sin  polarización   •  No  se  aplica  ningún  voltaje  externo:  VD  =  0V     •  No  circula  corriente:  ID  =  0A   •  Solamente  existe  una  modesta  capa  de   deplexión  

Electrónica  Industrial  

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Polarización  del  diodo  (II)  

Diodos  semiconductores  

Polarización  inversa   Se  aplica  un  voltaje  nega>vo  a  la  unión  p-­‐n.   Flujo  de  portadores  minoritarios I  mayoritarios  =  0

•  Región  de  deplexión   aumenta

•  • 

Electrónica  Industrial  

Los   electrones   en   el   material   >po   n   son   atraídos  hacia  el  terminal  posi>vo.   Los   huecos   en   el   material     >po   p   son   atraídos  hacia  el  terminal  nega>vo.   Todo   esto   hace   que   la   región   de   deplexión   aumente,   se   establezca   una   barrera   de   potencial   que   de>ene   a   los   portadores   mayoritarios,  y  el  flujo  de  corriente  sólo  de   debe  a  portadores  minoritarios.   16

Polarización  del  diodo    (III)  

Diodos  semiconductores  

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Polarización  directa   Se  aplica  un  voltaje  posi>vo  a  la  unión  p-­‐n.  

Imayorit

Región  de  deplexión

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Mayorit

•  El   voltaje   directo   estrecha   la   zona   de   deplexión.   •  Los   electrones   y   huecos   >enen   la   suficiente   energía   como   para   atravesar   la  unión.  

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Polarización  del  diodo  (IV)  

Diodos  semiconductores  

Ecuación  de  Shockley   Es  posible  demostrar  mediante  el  empleo  de  la  usica  del  estado  sólido    que  la  caracterís>ca   de   salida   de   un   diodo   semiconductor   se   pueden   obtener   mediante   la     siguiente   ecuación   (tanto  para  la  región  de  polarización  directa  como  para  la  inversa):  

I D = I S (e donde  

 

k.VD /TK

−1)

 IS  =  Corriente  de  saturación  inversa.     k  =  11600/η,  η  =1  para  el  Ge,  η  =2  para  el  Si  para  niveles  de  corriente  del  diodo   rela>vamente  bajos,  η=1  para  el  Si  para  niveles  de  corriente  del  diodo  mayores  (zona  de   crecimiento  rápido)    TK=TC+273  

 

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Diodos  semiconductores  

Caracterís>ca  de  salida(I)  

I D = I S (e k.VD /TK −1)

Electrónica  Industrial  

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Diodos  semiconductores  

Caracterís>ca  de  salida(II)  

Zona  Zener   •  La  zona  Zener  se  encuentra  en  la  zona  de   polarización  inversa.   •  En  un  punto  el  voltaje  inverso  de  polarización   se  hace  tan  grande  que  se  produce  la  ruptura   del  diodo  y  la  corriente  se  incrementa   dramá>camente.   •  Este  voltaje  máximo  se  conoce  como    tensión   zener  o  voltaje  de  avalancha.   •  A  la  corriente  se  le  conoce  como  corriente  de   avalancha.  

Electrónica  Industrial  

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Diodos  semiconductores  

Caracterís>ca  de  salida(III)  

Dependencia  respecto  al  material  

Electrónica  Industrial  

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Diodos  semiconductores  

Caracterís>ca  de  salida(IV)  

Dependencia  respecto  a  la  temperatura   • 

• 

• 

•  • 

Al   incrementar   la   temperatura   incrementa   la   energía   interna   del   diodo.     Se   reduce   el   voltaje   directo   que   es   necesario   aplicar   para   que   entre   en  conducción.   Se   incrementa   la   can>dad   de   corriente   inversa   que   circula   al   estar  polarizado  inversamente.   Se   incrementa   el   voltaje   de   avalancha.   Los   diodos   de   Germanio   son   más   s e n s i b l e s   a   v a r i a c i o n e s   d e   temperatura   que   los   diodos   de   Silicio.  

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Aplicaciones  de  los  diodos  

Análisis  de  circuitos  mediante   la  recta  de  carga  (I)  

Ejemplo   Para  la  configuración  de  la  figura,  determinar  VD  e  ID.  

Electrónica  Industrial  

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Aplicaciones  de  los  diodos  

Análisis  de  circuitos  mediante   la  recta  de  carga  (II)  

Ejemplo  

Electrónica  Industrial  

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Aplicaciones  de  los  diodos  

Análisis  de  circuitos  mediante   la  recta  de  carga  (III)  

Ejemplo   Aproximamos  el  diodo  a  una  batería  

Electrónica  Industrial  

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Aplicaciones  de  los  diodos  

Análisis  de  circuitos  mediante   la  recta  de  carga  (IV)  

Ejemplo   Aproximamos  el  diodo  a  un  interruptor  

Electrónica  Industrial  

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Diodos  semiconductores  

Niveles  de  resistencia  (I)  

Resistencia  está?ca   • 

Los  semiconductores  actúan  diferentemente  frente  a  corrientes  con>nuas  y  alternas.   Se  pueden  dis>nguir  tres  >pos  de  resistencias:   –  Resistencia  DC  o  está>ca   –  Resistencia  AC  o  dinámica   –  Resistencia  AC  media  

RD =

VD ID

Para  un  punto  de  funcionamiento  en  el  que   se   aplica   una   tensión   con>nua   VD,   por   el   diodo   circula   una   corriente   ID,   siendo   su   resistencia  directa  o  resistencia  está>ca  RD.  

Electrónica  Industrial  

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Diodos  semiconductores  

Niveles  de  resistencia  (II)  

Resistencia  dinámica   rd ' =

ΔVd ΔI d

Punto  Q      (quiescencia)  

Curva  del  diodo    

La  tangente   coincide  con  la   curva     Punto  Q    

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Diodos  semiconductores  

Circuitos  equivalentes  (I)  

1ª  Aproximación  

Diodo  Ideal

Electrónica  Industrial  

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Diodos  semiconductores  

Circuitos  equivalentes  (II)  

2ª  Aproximación  

Diodo  Ideal

Electrónica  Industrial  

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Diodos  semiconductores  

Circuitos  equivalentes  (III)  

3ª  Aproximación  

rav =

ΔV1−2 ΔI1−2

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31

Aplicaciones  de  los  diodos  

Análisis  en  con>nua  (I)  

Ejemplo  1.  Para  la  configuración  de  la  figura,  determinar  VD,  VR  e  ID.  

Electrónica  Industrial  

32

Aplicaciones  de  los  diodos  

Análisis  en  con>nua  (II)  

Ejemplo  2.  Para  la  configuración  de  la  figura,  determinar  VD  e  ID.  

Electrónica  Industrial  

33

Aplicaciones  de  los  diodos  

Análisis  en  con>nua  (III)  

Ejemplo  3.  Para  la  configuración  de  la  figura,  determinar  ID,  VD2  y  Vo.  

Electrónica  Industrial  

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Aplicaciones  de  los  diodos  

Análisis  en  con>nua  (IV)  

Ejemplo  4.  Para  la  configuración  de  la  figura,  determinar  I,  V1,  V2  y  V0  

Electrónica  Industrial  

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Aplicaciones  de  los  diodos  

Análisis  en  con>nua  (V)  

Diodos  en  paralelo   Ejemplo  5.  Para  la  configuración  de  la  figura,  determinar  Vo,  I1  ,  ID1  e  ID2  

Electrónica  Industrial  

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Aplicaciones  de  los  diodos  

Análisis  en  con>nua  (VI)  

Configuración  paralelo-­‐serie   Ejemplo  6.  Para  la  configuración  de  la  figura,  determinar  I1  ,  I2  e  ID2  

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Capacitancia  del  diodo  

Diodos  semiconductores  

Pol.  Directa    

Pol.  Inversa    

•  En   polarización   inversa,   la   capa   de   deplexión   es   más   grande.   Se   presenta   la   capacitancia  de  transición,  CT.       •  Para   la   región   de   polarización   directa   tendremos   la   capacitancia   de   difusión   o   almacenamiento,  CD.    

Electrónica  Industrial  

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Diodos  semiconductores  

Tiempo  de  recuperación   inversa  (trr)  

El  >empo  de  recuperación  inversa  es  el  >empo  que  necesita  el  diodo  para  dejar   de   conducir   una   vez   que   conmuta   del   estado   de   conducción   (ON)   al   de   corte   (OFF).   Instante  en  el  que  el   diodo  pasa  de  ON  a   OFF Respuesta  ideal  del  diodo

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Diodos  semiconductores  

Hoja  de  especificaciones  (I)  

Los  principales  parámetros  que  caracterizan  un  diodo  son:     • VF,  Voltaje  directo  para  una  corriente  y  temperatura  especificada   • IF,  máxima  corriente  directa  para  una  temperatura  específica   • IR,  máxima  corriente  inversa  para  una  temperatura  específica   • PIV  o  PRV  o  V(BR),  máximo  voltaje  inverso  para  una  tª  específica   • P,  máxima  potencia  disipada  para  una  temperatura  específica   • C,  capacitancia  en  polarización  inversa   • trr,  >empo  de  recuperación  inversa   • Temperaturas,  rangos  de  temperatura  de  operación  y  almacenamiento  

Electrónica  Industrial  

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Diodos  semiconductores  

Electrónica  Industrial  

Hoja  de  especificaciones  (II)  

41

Diodos  semiconductores  

Electrónica  Industrial  

Hoja  de  especificaciones  (III)  

42

Diodos  semiconductores  

Encapsulado  (I)  

El  ánodo  se  abrevia  con  una  A   El  cátodo  se  abrevia  con  una  K      

Electrónica  Industrial  

43

Diodos  semiconductores  

Ensayos  con  diodos  (I)  

Comprobador  de  diodos  

Terminal     ROJO      

Terminal     NEGRO      

Electrónica  Industrial  

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Ensayos  con  diodos  (II)  

Diodos  semiconductores  

Ohmmetro   Un  ohmmetro  en  la  escala  baja  de  resistencias  puede  ser  u>lizado  como  comprobador   de  diodos.       El  diodo  debe  ser  comprobado  fuera  del  circuito.   Terminal     ROJO      

Terminal     NEGRO      

Electrónica  Industrial  

Valor   Resis>vo   Bajo  

Valor   Resis>vo   Alto  

Terminal     NEGRO      

Terminal     ROJO      

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Diodos  semiconductores  

Otros  >pos  de  diodos  (I)  

Diodos  Zener   Un   Zener   es   un   diodo   que   trabaja   normalmente   en   polarización   inversa   y   dentro   de   la   zona   de   avalancha   cuando  se  supera  la  tensión  Zener  (VZ).       Las  tensiones  Zener  se  encuentran  entre  los  1.8  V  a  200  V  

Electrónica  Industrial  

46

Diodos  semiconductores  

Otros  >pos  de  diodos  (II)  

Diodos  Zener  

Electrónica  Industrial  

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Otros  >pos  de  diodos  (III)  

Diodos  semiconductores  

Diodos  Zener  

Ánodo

Cátodo

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Diodos  semiconductores  

Otros  >pos  de  diodos  (IV)  

Diodos  LED  

Un   diodo   LED   emite   fotones   cuando   se   polariza   directamente.     Estos  pueden  ser  de  infrarojos  o  del  espectro  visible.     La   tensión   directa   está   usualmente   en   el   rango   de   2   V   a  3  V.  

Electrónica  Industrial  

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Diodos  semiconductores  

Otros  >pos  de  diodos  (V)  

Arrays  de  diodos   U n   c o n j u n t o   d e   d i o d o s   p u e d e   encapsularse   en   un   Circuito   Integrado   (IC).    

Electrónica  Industrial  

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Aplicaciones  de  los  diodos  

Sistemas  mecánico   ACTUADORES   •  Solenoides,  relés,  piezoeléctricos   •  Motores  de  con>nua   •  Motores  paso  a  paso   •  Servomotores   •  Disposi>vos  hidráulicos  y   neumá>cos.  

VISUALIZADORES   •  LEDs   •  Displays   •  LCD  

•  CRT   •  TFT  

Electrónica  Industrial  

SENSORES   •  Interruptores   •  Pulsadores   •  Potenciómetros   •  LDRs   •  Fotocélulas   •  Encoders  

•  Galgas  extensom   •  Termopares   •  Acelerómetros   •  MEMs  

ACONDICIONADORES   DE  SEÑALES  DE  SALIDA   E  INTERFACES   •  D/A   •  Transistores   •  Amplificadores   •  PWM  

ACONDICIONADORES   DE  SEÑALES  DE   ENTRADA  E  INTERFACES   •  C.  discretos   •  Filtros   •  Amplificadores   •  A/D  

SISTEMAS  DE  CONTROL   DIGITAL   •  Combinacionales   •  Memorias   •  Secuenciales   •  SoC   •  μP   •  Comunicaciones   •  μC   •  Sobware  

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Puertas  lógicas  (I)  

Aplicaciones  de  los  diodos  

Puerta  OR   A   B  

Electrónica  Industrial  

S  

A   0   0   1   1  

B   0   1   0   1  

S   0     1   1   1  

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Puertas  lógicas  (II)  

Aplicaciones  de  los  diodos  

Puerta  AND   A   B  

Electrónica  Industrial  

S  

A   0   0   1   1  

B   0   1   0   1  

S   0     0   0   1  

53

Rec>ficadores(I)  

Aplicaciones  de  los  diodos  

Rec?ficador  de  media  onda  (I)  

Tensión  media  en  la  carga

Electrónica  Industrial  

1 Vdc = T

∫

T 2 0

vs (t ) dt =

1 2π

∫

π 0

Vm senω tdω t =

Vm = 0, 318Vm π 54

Rec>ficadores(II)  

Aplicaciones  de  los  diodos  

Rec?ficador  de  media  onda  (II)   Tensión  eficaz  en  la  carga T

Vrms

1 2 = vc (t )dt T ∫0

Vrms

1 = 2π

π

Vm 2 ( ) V senn ω t d ω t = m ∫ 2

0

Factor  de  forma  y  factor  de  rizado

V FF = rms Vdc

Para  una  señal   con>nua    FR=1  

Vm

π FF = 2 = = 1, 57 Vm 2 π Electrónica  Industrial  

FR =

Vripple rms Vdc

2

= FF −1

Para  una  señal   con>nua    FR=0  

2

!π $ FR = # & −1 = 1, 21 "2%

55

Rec>ficadores(III)  

Aplicaciones  de  los  diodos  

Rec?ficador  de  media  onda  (III)   Obtención  del  factor  de  rizado  a  par>r  del  factor  de  forma

v(t ) = Vdc + vripple (t )

FR =

Vripple rms

vripple (t) = v(t) − Vdc

2 ripple rms

V

Vdc

FR =

Vripple rms

Electrónica  Industrial  

Vdc

1 = T

T 2 ripple

∫v 0

1 (t). dt = T

T

∫ (v(t) −Vdc )

2

2 dt = Vrms −Vdc2

0

2 2 Vrms − Vdc2 Vrms = = −1 = FF 2 −1 2 Vdc Vdc

56

Rec>ficadores(IV)  

Aplicaciones  de  los  diodos  

Rec?ficador  onda  completa  (I).  Con  puente  de  diodos   PIV ≥ Vm

Vdc =

Vrms =

2.Vm π Vm 2

Vm

FF =

Electrónica  Industrial  

Vrms 2 = π = 1,11 = Vdc 2.Vm 2 2 π

FR = FF 2 −1 = 0, 48

57

Rec>ficadores(V)  

Aplicaciones  de  los  diodos  

Rec?ficador  onda  completa  (II).  Con  transformador  con  toma  intermedia  

PIV ≥ 2Vm

Vdc =

Vrms =

2.Vm π Vm 2

Vm

FF =

Electrónica  Industrial  

Vrms 2 = π = 1,11 = Vdc 2.Vm 2 2 π

FR = FF 2 −1 = 0, 48

58

Aplicaciones  de  los  diodos  

Rec>ficadores(VI)  

Rec?ficador  onda  completa  (III).  Con  transformador  con  toma  intermedia  

Electrónica  Industrial  

59

Aplicaciones  de  los  diodos  

Circuitos  recortadores  (I)  

Los  circuitos  recortadores  o  clippings  >enen  la  habilidad  de  recortar  una  porción  de  la  señal  de   entrada  sin  distorsionar  la  parte  restante  de  la  forma  de  onda.  

Electrónica  Industrial  

60

Aplicaciones  de  los  diodos  

Circuitos  recortadores  (II)  

Diodo  recortador  en  serie  polarizado  (Biased  Clippers)  

Añadiendo  una  fuente  de  tensión   DC  en  serie  con  el  recortador  se   puede  cambiar  el  nivel  de  corte.  

Electrónica  Industrial  

61

Aplicaciones  de  los  diodos  

Circuitos  recortadores  (III)  

Resumen  de  circuitos  recortadores  en  serie  

Electrónica  Industrial  

62

Aplicaciones  de  los  diodos  

Circuitos  recortadores  (IV)  

Diodo  recortador  en  paralelo  

Electrónica  Industrial  

63

Aplicaciones  de  los  diodos  

Circuitos  recortadores  (V)  

Resumen  de  circuitos  recortadores  en  paralelo  

Electrónica  Industrial  

64

Aplicaciones  de  los  diodos  

Cambiadores  de  nivel  (I)  

•  Son  circuitos  que  cambian  una  señal  a   un  nivel  diferente  de  con>nua.   •  La   red   debe   tener   un   diodo,   un   condensador   y   un   resistor,   e   incluso   una   fuente   de   tensión   independiente   que   introduce   un   desplazamiento   adicional.   •  La   señal   de   entrada   puede   ser   de   cualquier   >po   de   forma   de   onda   (senoidal,  cuadrada  o  triangular).   •  La  fuente  de  tensión  permite  ajustar  el   nivel  de  tensión  de  salida.    

Electrónica  Industrial  

65

Aplicaciones  de  los  diodos  

Cambiadores  de  nivel  (II)  

Resumen  de  circuitos  cambiadores  de  nivel  o  clampers  

Electrónica  Industrial  

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Aplicaciones  de  los  diodos  

Regulador  de  tensión  Zener    (I)  

El   Zener   es   un   diodo   que   trabaja   polarizado   inversamente  a  la  tensión  Zener  (Vz).    

• 

• 

Cuando    Vi  ≥  Vz   –  El  Zener  está  en  on   –  El  voltaje  en  bornas  del  Zener  is  Vz     –  La  corriente  Zener:  IZ  =  IR  –  IRL   –  La  potencia  Zener:  PZ  =  VZIZ   Cuando  Vi  <  Vz   –  El  Zener  está  en  off   –  El  Zener  trabaja  como  un  circuito  abierto  

Electrónica  Industrial  

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Regulador  de  tensión  Zener  (II)  

Aplicaciones  de  los  diodos  

Valores  de  las  Resistencias  en  los  circuitos  Zener   Sí  R  es  demasiado  grande,  el  diodo  Zener  no  puede  conducir  porque  la  can>dad  disponible  de   corriente  es  menor  que  la  corriente  Zener  mínima  ,  IZK.  Si  R  es  demasiado  pequeño,  la  corriente   Zener  puede  exceder  el  máximo  valor,  IZM.     Una  vez  conduce  el  Zener  (IR  fija),  la  mínima  corriente  en  la  carga  viene  dada  por:  

I Lmin = I R - I ZM El  valor  máximo  de  la  resistencia  de  carga  es:  

R Lmax =

VZ I Lmin

El  máximo  valor  de  corriente  para  el  circuito  viene  dado  por:  

I Lmax = I R − I ZK El  valor  mínimo  de  resistencia  es  por  tanto:  

Electrónica  Industrial  

R Lmin =

VZ I Lmax

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