Taller 5 Diodos y Transistores.

TALLER 5
DIODOS Y TRANSISTORES
APRENDIZ:
JOHN QUINTERO
MANTENIMIENTO DE EQUIPOS DE COMPUTO, DISEÑO E
INSTALACIÓN DE CABLEADO ESTRUCTURADO
SENA
13-11-2013
MEDELLIN
1- Realizar una guía corta como comprobar el funcionamiento de los
siguientes componentes electrónicos usando un multímetro: Diodo,
Led, Transistor BJT, Transistor Mosfet, Puente de diodos y
Optoacoplador.
INTRODUCCION.
Un multímetro, también denominado polímetro o tester, es un instrumento eléctrico
portátil
para
medir
directamente
magnitudes
eléctricas
activas
como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades
y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios
márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han
introducido los digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida).
OBJETIVO.
Esta GUÍA DIDÁCTICA pretende ser un instrumento de ayuda pedagógica que
centre el interés de los estudiantes en los temas básicos del curso, orientándoles
en el estudio sobre los aspectos fundamentales que garantizarán el éxito. Se
recomienda, pues, que la primera labor del estudiante sea leer con detenimiento
esta Guía Didáctica.
CONTENIDO.
La Guía incluye información sobre el aspecto relacionado con la comprobación del
funcionamiento de algunos componentes electrónicos mediante el multímetro, tales
como:
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Tema 1: Comprobación del Diodo mediante el multímetro.
Tema 2: Comprobación del Led mediante el multímetro.
Tema 3: Comprobación del Transistor BJT mediante el multímetro.
Tema 4: Comprobación del Transistor Mosfet mediante el multímetro.
Tema 5: Comprobación del Puente de diodos mediante el multímetro.
Tema 6: Comprobación del Optoacoplador mediante el multímetro.
MEDIOS.
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Páginas web.
Los pdf existentes en el medio de formación (Blackboard).
ACTIVIDADES.
Realizar una guía corta sobre la comprobación del funcionamiento de algunos
componentes electrónicos, mediante el multímetro.
EVALUACIÓN.
La evaluación se realizará en función de la participación en las actividades en grupo
(voluntarias) que se organicen en el Centro de Formación y de los trabajos
individuales propuestos por el Instructor (Tutor), en función de la preparación previa
y del interés de cada estudiante.
Tema 1: Comprobación del Diodo mediante el multímetro.
La medición en si es muy sencilla, pero lo más importante es saber interpretar los
datos que nos muestra el multímetro, ya que el mismo no nos dirá “Si funciona” o “No
funciona”.
Bien, la primera comprobación que debemos hacer para saber si un diodo funciona,
es medir su resistencia (Ohms).
Por si no lo saben, un diodo es un elemento electrónico que permite el paso de la
corriente en un sentido, pero no en el otro. En base a esto, lo que vamos a hacer es
poner nuestro tester para medir resistencia y medir la resistencia del diodo
conectándolo de un modo, y luego conectándolo de manera inversa. Es decir,
primero conectamos el cable rojo a un terminal del diodo y el negro al otro, y luego
los invertimos; una de las mediciones debe dar un valor bajo de resistencia, por
ejemplo, 100 Ohms, mientras que el otro debe ser muy alto (miles y miles de Ohms).
La otra variable que hay para medir en un Diodo con un Multímetro es el umbral del
mismo. Esto es, el voltaje que se debe superar para que la corriente comience a
circular por el lado permitido. Si bien en teoría debería ser cero, los semicinductores
de silicio (los más comunes) tienen un umbral de 0.7V.
Entonces, toma tu multímetro y lo pones para medir diodos (tiene el símbolo de un
diodo) y mídelo. Si da 0.7V o similar, es que funciona. Si por el contrario el valor se
aleja, digamos a 0.4V el diodo no funciona correctamente.
Video de apoyo: http://www.youtube.com/watch?v=s2Hvt2RvVXU
Tema 2: Comprobación del Led mediante el multímetro.
El led es un diodo emisor de luz, por lo que puede ser verificado al igual que un
diodo común con un multímetro.
Coloca las puntas del multímetro (si no tiene la opción de prueba de diodos ponlo
en modo de medir resistencia (ohms)), en las terminales del led , si lo conectas en
modo directo (terminal positiva al ánodo y terminal negativa al cátodo) debe darte
una medición de resistencia en kohms, al invertir las puntas debe marcar resistencia
infinita (muy alta o OL), esto nos indicara que el led está OK.
En caso de que nos de la misma lectura en los dos sentidos en las puntas de prueba
del multímetro o marca resistencia muy baja quiere decir que está en corto el led o
dañado.
De hecho algunos leds encienden de manera tenue cuando le conectamos las
puntas del multímetro en las terminales pues los multímetros aplican un pequeño
voltaje en los dispositivos cuando usamos la escala de ohms.
Video de apoyo: http://www.youtube.com/watch?v=_0njuCDllKM
Tema 3: Comprobación del Transistor BJT mediante el multímetro.
Primero colocaremos nuestro multímetro en medida de diodos a continuación
debemos averiguar si nuestro transistor a medir es PNP o NPN si es PNP como en
nuestro caso colocaremos la punta negra de nuestro polímetro en la patilla que
corresponda a la base si es NPN colocaremos la punta roja de nuestro polímetro.
A continuación colocaremos la punta roja en el colector. Si el transistor esta correcto
nos debería de dar una lectura de conducción de diodo interno próxima a los 0,6
voltios. FOTOGRAFIA 1.
Repetiremos el proceso con el emisor sin mover la punta negra de la base la lectura
también debería de ser muy similar a 0,6 voltios. FOTOGRAFIA 2.
En las FOTOGRAFIAS 3 Y 4 podemos observar que se ha cambiado la punta negra
del polímetro que permanecía en la base por la roja y se ha repetido el proceso de
medida con el colector y emisor para comprobar que los diodos internos no están
fugados estos deben de ofrecer una resistencia muy alta.
Video de apoyo: http://www.youtube.com/watch?v=g9RYI_Q9J1M
Tema 4: Comprobación del Transistor Mosfet mediante el multímetro.
Ahora que sabemos que es un transistor FET, podremos probar su estado con
ayuda de un multímetro analógico o digital. Los pasos para la prueba de un
transistor FET, se describen a continuación:
1- En la función de diodos del multímetro, vamos a colocar la punta de prueba
negra (-) del multímetro, en el terminal Drain y la punta roja (+) en el terminal
Source.
Resultado de la prueba: Se debe obtener una medida de 513mv o similar (Los
resultados varían según el tipo de FET). Si no se obtiene ninguna lectura, el FET
está en circuito abierto. Si la lectura es baja, el FET está en cortocircuito.
2- Sin retirar la punta negra del terminal Drain, colocamos la punta roja en el
terminal Gate.
Resultado de la prueba: No se debe obtener lectura alguna, de lo contrario el FET
presenta una fuga o está en cortocircuito.
3- Ahora regresamos la punta roja al terminal Source, con lo que la juntura Drain
- Source se activa.
Resultado de la prueba: Entre Drain y Source se obtiene una lectura baja,
alrededor de 0.82mv, debido a que el FET se "enciende". Para desactivar el FET,
se debe cortocircuitar sus 3 terminales por medio de un elemento metálico, así el
FET regresara a su estado de reposo.
Video de apoyo: http://www.youtube.com/watch?v=F2FfseHXz7Y&feature=player_detailpage
Tema 5: Comprobación del Puente de diodos mediante el multímetro.
Colocas tu Multímetro (Tester) en la Posición para verificar Diodos el símbolo ya lo
has de conocer. Si no tuviera colócalo en la Posición para Medir Resistencia a un
alto ohmeaje. La Punta Negra en el (+) y la Punta Roja en cualquiera de los dos de
en medio te debe medir, si lo tienes en la marca de diodos un valor aproximado
desde .4 a .6. Si lo tienes en Resistencia te va a medir un valor muy alto de
Resistencia desde 1K hasta 1M. Está bien.
Todavía la Punta Negra en (+) y la Punta Roja en el otro extremo el (-) te debe medir
el doble de lo que describió el párrafo anterior, de 0.8 a 1.2 y en resistencia el doble
de lo que te marcó con las patitas de en medio.
Ahora coloca las puntas al contrario, Punta Roja en el (+) y la Punta Negra en
cualquiera de los dos de En medio, no te debe medir nada, ni en Diodo ni en
Resistencia, por lo consiguiente tampoco te debe de medir hasta el otro extremo en
el (-).
Colocas Punta Roja en el extremo (-) y Punta negra en cualquiera de los dos de en
medio y te debe medir, así mismo Punto Roja en el extremo (-) y Punta Negra en el
extremo (+) te debe medir el doble. Está bien.
Invirtiendo las puntas, Punta Negra en el extremo (-) y Punta Roja en cualquiera de
los dos de en medio no debe medir nada, mucho menos si en esa posición de la
Punta Negra en (-) llevas a la Punta Roja a (+) no debe medir nada.
Si en algún momento de estas mediciones te marca muy baja Resistencia menos
de 1K, sospecha de que está dañado. O si en algún momento en donde te especifico
que NO DEBE DE MEDIR mide algo, entonces está dañado el Puente de Diodos.
Video de apoyo: http://www.youtube.com/watch?v=XSHp6ZJfgfg
Tema 6: Comprobación del Optoacoplador mediante el multímetro.
Hay varios tipos de optoacopladores, con salida a transistor, darlington, scr,triac,
logic gate, etc, pero el más común es el de transistor y se podría probar de esta
manera.
Si tienes un multímetro con opción de prueba de diodos es muy fácil, pues el
optotransistor tiene internamente un diodo infrarrojo y un fototransistor y ambos
componentes los puedes probar con el multímetro como lo que son, prueba el diodo
como un diodo común y el transistor como un transistor NPN.
Video de apoyo: http://www.youtube.com/watch?v=Zspsr5ZfUH0
2- Averiguar la corriente y el voltaje necesario en un Led rojo, en uno
Verde, en uno Amarillo, en un led de Alta luminosidad y en un led
infrarrojo.
LED
Rojo
Verde
Amarillo
Alta Luminosidad
Infrarrojo
CORRIENTE
16-18mA
16-18mA
16-18mA
20mA
15-20mA
VOLTAJE
1.6v a 2.2v
1.8v a 2.2v
1.8v a 2.2v
1.9v a 2.4v
1.3v a 1.5v
3- Para que es usado: un Optoacoplador, un Triac y un SCR.
Optoacoplador: Un optoacoplador, también llamado optoaislador o aislador
acoplado ópticamente, es un dispositivo de emisión y recepción que funciona como
un interruptor activado mediante la luz emitida por un diodo LED que satura un
componente optoelectrónico, normalmente en forma de fototransistor o fototriac. De
este modo se combina un dispositivo semiconductor formado por un fotoemisor y
un fotoreceptor creando un camino por donde se transmite la luz. Todos estos
elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo
DIP o Dual in-line package, una forma de encapsulamiento común en la
construcción de circuitos integrados.
Como funciona:
La señal de entrada es aplicada al fotoemisor y la salida es tomada del fotoreceptor.
Los optoacopladores son capaces de convertir una señal eléctrica en una señal
luminosa modulada y volver a convertirla en una señal eléctrica. La gran ventaja de
un optoacoplador reside en el aislamiento eléctrico que puede establecerse entre
los circuitos de entrada y salida.
Triac: Un TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de
la familia de los tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es
unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el
TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna. Podríamos decir que
el triac es un dispositivo semiconductor de tres terminales que se usa para controlar
el flujo de corriente promedio a una carga, con la particularidad de que conduce en
ambos sentidos y puede ser bloqueado por inversión de la tensión o al disminuir la
corriente por debajo del valor de mantenimiento. El TRIAC puede ser disparado
independientemente de la polarización de puerta, es decir, mediante una corriente
de puerta positiva o negativa.
El triac posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de
ánodo y cátodo) y puerta. El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al
electrodo puerta.
SCR: El SCR (Silicon Controlled Rectifier o Rectificador Controlado de Silicio, es
un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones pn con la
disposición pnpn. Está formado por tres terminales, llamados Ánodo, Cátodo y
Puerta. La conducción entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta.
Es un elemento unidireccional (sentido de la corriente es único), conmutador casi
ideal, rectificador y amplificador a la vez.
Funcionamiento básico del SCR.
El siguiente gráfico muestra un circuito equivalente del SCR para comprender su
funcionamiento.
Al aplicarse una corriente IG al terminal G (base de Q2 y colector de Q1), se
producen dos corrientes: IC2 = IB1.
IB1 es la corriente base del transistor Q1 y causa que exista una corriente de
colector de Q1 (IC1) que a su vez alimenta la base del transistor Q2 (IB2), este a su
vez causa más corriente en IC2, que es lo mismos que IB1 en la base de Q1, y......
Este proceso regenerativo se repite hasta saturar Q1 y Q2 causando el encendido
del SCR.