PRÁCTICA 1. Laboratorio

UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA,
AUTOMÁTICA Y COMUNICACIONES.
ÁREA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
E.U.P. ALMADÉN
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
2º I.T. Industrial Eléctrica
PRÁCTICA 1. Laboratorio
CARACTERÍSTICAS DE LOS DIODOS
1. DESCRIPCIÓN:
Consiste en la obtención experimental de la curva característica de un diodo de
unión típico P-N. Montaje de un regulador básico con diodo Zener. Observación en el
osciloscopio de la curva obtenida con un rectificador monofásico simplificado (con
señal AC de algunos voltios).
2. OBJETIVOS:





Obtener la curva característica de un diodo, de forma experimental.
Comparación/Evaluación de la curva obtenida con lo visto en Teoría.
Comprobar la importante aplicación de los diodos como rectificadores
(elementos que permiten el paso de la corriente en un sentido, pero no en el
otro).
Practicar en el manejo del Osciloscopio.
Iniciar al alumno en el manejo de tablas de elementos.
3. OBSERVACIONES:
-
Recordar al alumno cual es la parte P y cual la N en el diodo real (normal y
zener).
4. PROCEDIMIENTO PRÁCTICO:
La práctica consta de tres apartados diferenciados:
a) Obtención de la curva característica de un diodo.
b) Utilización de un diodo zener como referencia de tensión.
c) Construcción de un rectificador de media onda.
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4.1 Obtención de la curva característica de un diodo.
La finalidad de este apartado es la obtención experimental de la curva
característica de un diodo de unión P-N. Para ello tendremos que estudiar la respuesta
de dicho diodo en polarización directa y en polarización inversa. Representando la
curva obtenida y ajustándola a una exponencial por el procedimiento de “mínimos
cuadrados”.
4.1.0. Material:
-
Un polímetro digital.
Un voltímetro electrónico.
Una fuente de D.C. regulable desde 0 a 10 voltios.
Un diodo P-N (1N4007, BY100 o equivalente).
Una resistencia de aproximadamente 1 kΩ
4.1.1. Característica directa:
Montar el circuito de la figura P.01(montaje “largo” ¿porqué?), e ir variando la
tensión de alimentación D.C. desde el mínimo, hasta que Vak sea aproximadamente
0,5 V, ir anotando la intensidad Id y tensión Vak en cada instante.
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A partir de Vak aproximadamente 0,5 V. utilizar el montaje corto P.02 (¿Porqué?) y
continuar con el proceso hasta obtener al menos un conjunto total de 10 medidas
mínimo
Representar la curva característica Id = f (Vak) en papel milimetrado. Recordar que Id es
aproximadamente Is.e + Vak/KT y ajustar esta curva por el procedimiento de mínimos
cuadrados.
4.1.2. Característica inversa.
Utilizando el montaje “largo” P.03 (¿Porqué?) y con polarización inversa (ver
figura), ir variando la tensión y midiendo Vak e Id hasta llega a Vak aproximadamente
-5 V.
Representar la curva Id = f (Vak) en la misma gráfica utilizada para la
representación anterior.
¿Qué puedes deducir de un diodo polarizado inversamente? P0.4
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4.2. Utilización de un diodo ZENER como referencia de tensión:
Se trata de comprobar el funcionamiento de un diodo tener, observando que
necesita una corriente mínima de trabajo, para alcanzar su tensión tener característica.
4.2.0. Material:
-
Una fuente D.C. regulable (0 a 15 V.)
Un polímetro digital.
Un voltímetro electrónico.
Un diodo tener (BZY95010 o similar).
Una resistencia de 500 ohmios y 5 W.
Tres resistencias de 1 W, de valores 4.7 kΩ, y 1 kΩ y 500 Ω. (R1, R2, R3).
4.2.1. Comprobación:
- Montar el circuito de la figura siguiente:
Con R1 = 4.7 kΩ ir a aumentando la tensión V hasta que se observe una salida
estabilizada e ir midiendo la tensión de entrada, la de salida y la intensidad que circula
por el zener.
Comprobar lo que ocurre al sustituir R1 por R2 y R3. P.05
¿Cuál es la intensidad mínima requerida por el zener para que funcione
correctamente?. P.06
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4.3. Construcción de un Rectificador de Media Onda:
En este apartado se trata de comprobar el funcionamiento de un diodo P-N como
rectificador de una tensión monofásica, de media onda, así como observar la actuación
de un filtro de condensador.
4.3.0. Material:
-
Una fuente de señal A.C. a rectificar (inferior a 12 V.).
Un Osciloscopio de doble entrada.
Un diodo (1N4007, BY100 o similar).
Una resistencia de 1 KΩ.
Un condensador de unos 10 μF y 20 V.
4.3.1. Observación de la rectificación:
Construir el circuito de la figura y visualizar en el osciloscopio las señales Ve y
Vs (una por cada canal). Medir en este las tensiones de pico de cada señal. Medir la
señal con el polímetro digital. ¿Porqué no coinciden los valores?. P.07
¿Qué ocurre cuando se invierte el sentido del diodo?. P.08
4.3.2. Observación del efecto de filtrado:
Añadir al circuito anterior un condensador en paralelo con la carga R. (¡Cuidado
si el condensador es electrolítico! Ya que estos tienen polaridad).
Observar de nuevo ambas señales por el osciloscopio.
¿Qué ocurre si el canal de salida está en la posición DC?. P.09
5. Resultados.
Además de la curva característica del diodo y de las graficas de las ondas, se han
responder a las preguntas de la práctica, P.01 a P.09
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ANEXO: Código de colores de resistencias.
Códigos y series de las Resistencias
Código de colores
Colores
1ª Cifra
Negro
2ª Cifra
Multiplicador
0
0
Tolerancia
Marrón
1
1
x 10
1%
Rojo
2
2
x 102
2%
Naranja
3
3
x 103
Amarillo
4
4
x 104
Verde
5
5
x 105
Azul
6
6
x 106
Violeta
7
7
x 107
Gris
8
8
x 108
Blanco
9
9
x 109
0.5%
Oro
x 10-1
5%
Plata
x 10-2
10%
Sin color
20%
Ejemplo:
Si los colores son: ( Marrón - Negro - Rojo - Oro ) su valor en ohmios es:
10x 1005 % = 1000
= 1K
Tolerancia de 5%
5 bandas de colores
También hay resistencias con 5 bandas de colores, la única diferencia
respecto a la tabla anterior, es qué la tercera banda es la 3ª Cifra, el
resto sigue igual.
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Codificación en Resistencias SMD
En las resistencias SMD ó de montaje en superficie su codificación más
usual es:
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1ª Cifra = 1º número
2ª Cifra = 2º número
3ª Cifra = Multiplicador
En este ejemplo la resistencia
tiene un valor de:
1200 ohmios = 1K2
1ª Cifra = 1º número
La " R " indica coma decimal
3ª Cifra = 2º número
En este ejemplo la resistencia
tiene un valor de:
1,6 ohmios
La " R " indica " 0. "
2ª Cifra = 2º número
3ª Cifra = 3º número
En este ejemplo la resistencia
tiene un valor de:
0.22 ohmios
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