Características del Diodo: La Curva I-V.

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Ahora bien, durante los semiciclos negativos del voltaje de entrada, lo que forzara la corriente por D3, RL y D4. Sin embargo lo importante es que durante ambos semiciclos, la corriente pasara por RL en la misma dirección (de derecha a izquierda), por tanto el voltaje en RL siempre será positivo.

3: Características del Diodo: Pequeñas Señales.

[pic 30]

(a) Aplique la salida del generador de funciones a su diodo con una resistencia de

100 ohm en serie, tal como se muestra en el circuito D. Coloque la tierra de las puntas de prueba y la tierra del generador de funciones sobre el cátodo del diodo (el lado negativo en este circuito).

(b) Usar los controles de desplazamiento (offset) y amplitud para conseguir en extremos del diodo una señal a 1 kHz que tiene 0.5 voltios de offset y 20 mV pico-a-pico montada sobre la parte superior del offset. Investigar como lograr producir esta señal en su generador de funciones. Pruebe usando la atenuación de -20 dB en el generador de funciones. También Puede que obtenga mejores resultados usando la opción 1X en las puntas del osciloscopio. No se preocupe excesivamente si no puede conseguir 20 mV exactos. Solo consiga el voltaje offset correcto y luego acérquese lo más que pueda a 20 mV. El problema puede ser que la atenuación de -20 dB en el generador de funciones está atenuando tanto la señal de AC y el offset DC.

(c) Mida la resistencia de pequeñas señales ro = dV/dI alrededor de un punto de operación Io.

(d) Haga dos mediciones adicionales de ro en 0.4 V y en 0.6 V de offset.

Solución

a)

[pic 31]

Hay aplicaciones en las que un diodo esta polarizado para operar en un punto de la característica directa i-v y una pequeña señal de ac esta superpuesta sobre las cantidades de dc.

El uso de la aproximación a pequeña señal es equivalente a suponer que la amplitud de la señal es lo suficientemente pequeña como para que la excursión a lo largo de la curva i-v este limitada a un segmento corto, casi lineal.

b)

Gráficas amplificadas de las formas de onda Vin (verde) y VD1 (amarillo) para distintos Voffset.

[pic 32]

[pic 33]

c) y d)

Tabla 2: Voltajes y corrientes medidos en el diodo D1.

V offset [V]

I [mA]

VD [V]

0.4

1.15

0.65

0.5

2.03

0.67

0.6

3.44

0.71

Para mediar la resistencia ro hay que recordar que:[pic 34]

Y que:

[pic 35]

Por lo tanto:

[pic 36]

[pic 37]

[pic 38]

4: Rectificador de media onda mejorado

[pic 39]

(a) Armar el circuito E, y aplicar una onda seno de +10 V con un offset de 0 voltios en Vin. Observar la salida en extremos de RL con un osciloscopio. ¿Qué determina el valor de la resistencia RL?

(b) Graficar las formas de onda de entrada (Vin) y salida (voltaje en extremos de RL) que usted observa. Indicar y etiquetar los puntos de voltajes máximo y mínimo. Explicar la diferencia entre las señales de entrada y salida.

(c) Comparar el desempeño de este circuito con el circuito estudiado en la tareas 2 partes (a) y (b).

Solución

a)

[pic 40]

b)

[pic 41]

Forma de onda de Vin (verde) y el voltaje en la resistencia (en amarillo).

d)

El circuito implementado en esta sección se conoce como rectificador de precisión de media onda o superdiodo. Debido a que los circuitos estudiados en la tarea 2 parte a y b experimentan una o más caídas de diodos en las rutas de la señal solo funcionan bien cuando la señal que habrá de rectificarse es mucho mayor que la caída de voltaje de un diodo en conducción (alrededor de 0.7V). E n este caso, los detalles de las características de conducción directa del diodo o el valor exacto de su voltaje no representan un papel importante en la determinación del desempeño del circuito. Sin embargo cuando la señal que habrá de representarse es pequeña (se encuentra en el orden de los 100mV) claramente es insuficiente poner un diodo en conducción. Para estas aplicaciones se ha desarrollado una clase de circuitos mediante amp ops junto con diodos que proporcionan rectificación de precisión.

El circuito E consta de un diodo conectado en la ruta de retroalimentación negativa de un amp op, en donde RL es la resistencia de carga del rectificador. Por supuesto el amp op necesita fuentes de alimentación para operar, en nuestro caso en el laboratorio trabajamos con 12 V. El circuito E funciona de la siguiente manera: si Vin es positivo, el voltaje de salida Vo del operacional sera positivo y el diodo conducirá, estableciendo una ruta cerrada de retroalimentación entre la terminal de salida del amp op y la terminal negativa de entrada. Esta ruta hara que aparezca un cortocircuito virtual entre las dos terminales de entrada. Por tanto, el voltaje en la terminal de entrada negativa, que también es vo, sera igual (con una diferencia de algunos milivolts) al dela terminal de entrada positiva, que es el voltaje Vin.

[pic 42]

Hay que tomar en cuenta que ya no esté presente el voltaje de desnivel (0.6V) que

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