Funcionamiento del diodo rectificador

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INTRODUCCION[editar]

Un diodo (del griego: dos caminos) es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica en una única dirección con características similares a un interruptor. De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia eléctrica muy pequeña. Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier señal, como paso inicial para convertir una corriente alterna en corriente continua. Su principio de funcionamiento está basado en los experimentos de Lee De Forest.

Contenido[editar]

  1. /Válvula al vacío
  2. /Construcción del diodo rectificador
  3. /Unión pn
  4. /Chequeo de diodos
  5. /Funcionamiento del diodo rectificador
  6. /Curva característica del diodo
  7. /Aplicaciones del rectificador

Objetivo:[editar]

Conocer y analizar el funcionamiento del diodo rectificador. Objetivo específico:

  • Conocer el principio del diodo rectificador
  • Comprobar el voltaje de disparo del diodo rectificador.
  • Enlistar las diferentes aplicaciones del diodo rectificador.
  • Identificar el ánodo (región P) y el cátodo (región N) en un diodo rectificador.

VALVULA DE VACIO[editar]

Los primeros diodos eran válvulas grandes en chips o tubos de vacío, también llamadas válvulas termoiónicas constituidas por dos electrodos rodeados de vacío en un tubo de cristal, con un aspecto similar al de las lámparas incandescentes.

CONSTRUCCIÓN DE DIODO RECTIFICADOR[editar]

Su construcción está basada en la unión PN siendo su principal aplicación como rectificadores. Este tipo de diodos (normalmente de silicio) soportan elevadas temperaturas (hasta 200ºC en la unión), siendo su resistencia muy baja y la corriente en tensión inversa muy pequeña.

El diodo más antiguo y utilizado es el diodo rectificador que conduce en un sentido, pero se opone a la circulación de corriente en el sentido opuesto.


APROXIMACIONES DEL DIODO RECTIFICADOR[editar]

Se utiliza para obtener respuestas rápidas y es muy útil para la detección de averías.

EN ESTA APROXIMACIÓN SE TIENE EN CUENTA LA TENSIÓN DE CODO.

La exponencial se aproxima a una vertical y a una horizontal que pasan por 0,7 V (este valor es el valor de la tensión umbral  para el silicio, porque suponemos que el diodo es de silicio, si fuera de germanio se tomaría el valor de 0,2 V).


esta formado por dos materiales....,,,,

donde tiene un ánodo ( carga positiva + ) y un cátodo ( carga negativa - )

SE TIENE EN CUENTA LA RESISTENCIA INTERNA DEL DIODO, ADEMÁS DE LA TENSIÓN DE CODO.[editar]

Una vez que el diodo entra en conducción se considera que la tensión aumenta linealmente con la corriente La curva del diodo se aproxima a una recta que pasa por 0,7 V y tiene una pendiente cuyo valor es la inversa de la resistencia interna.

Union pn[editar]

Los diodos pn son uniones de dos materiales semiconductores tipos p y n, por lo que también reciben la denominación de unión pn, ninguno de los dos cristales por separado tiene carga eléctrica, ya que en cada cristal, el número de electrones y protones es el mismo, de lo que podemos decir que los dos cristales, tanto el p como el n, son neutros

IDENTIFICAR EL ÁNODO (REGIÓN P) Y EL CÁTODO (REGIÓN N) EN UN DIODO RECTIFICADOR[editar]

Debido a que un diodo rectificador presenta comportamiento rectificante, si el ánodo se polariza con voltaje positivo (mayor al voltaje de umbral) con respecto al cátodo, el diodo conduce corriente apreciable, comportándose como una pequeña resistencia (a esto se conoce como polarización directa) y cuando se invierte esta polaridad en el diodo, la corriente que circula es despreciable, comportándose como una resistencia muy grande (polarización inversa).

CHEQUEO DE DIODOS[editar]

Para poder identificar en ánodo y el cátodo de un diodo utilizando un óhmetro, bastará con poner en contacto las terminales del diodo con las puntas del óhmetro y observar la lectura en la carátula; si presenta una resistencia en el orden de algunos mega ohms, será porque lo polarizamos directamente y podremos así relacionar el ánodo y el cátodo.

TENSIÓN INVERSA DE RUPTURA:

Es la máxima tensión en sentido inverso que puede soportar un diodo sin entrar en conducción.


CORRIENTE MÁXIMA DE POLARIZACIÓN DIRECTA:


Es el valor medio de corriente para el cual el diodo se quema debido a una excesiva disipación de potencia


Corriente máxima (I)


Es la intensidad de corriente máxima que puede conducir el diodo sin fundirse por el efecto joule. Dado que es función de la cantidad de calor que puede disipar el diodo, depende sobre todo del diseño del mismo

CORRIENTE INVERSA MÁXIMA:

Es la corriente con polarización inversa para una tensión continua determinada que viene indicada en la hoja de características del diodo. El valor de la corriente inversa se da para diferente temperatura

CORRIENTE INVERSA DE SATURACIÓN (I):

Es la pequeña corriente que se establece al polarizar inversamente el diodo por la formación de pares electrón-hueco debido a la temperatura, admitiéndose que se duplica por cada incremento de 10º en la temperatura


CORRIENTE SUPERFICIAL DE FUGAS.

Es la pequeña corriente que circula por la superficie del diodo (ver polarización inversa), esta corriente es función de la tensión aplicada al diodo, con lo que al aumentar la tensión, aumenta la corriente superficial de fugas.

TENSIÓN DE RUPTURA (V).

Es la tensión inversa máxima que el diodo puede soportar antes de darse el efecto avalancha.


EFECTO AVALANCHA

En polarización inversa se generan pares electrón-hueco que provocan la corriente inversa de saturación; si la tensión inversa es elevada los electrones se aceleran incrementando su energía cinética de forma que al chocar con electrones de valencia pueden provocar su salto a la banda de conducción

EFECTO ZENER

Si la tensión de entrada aumenta, el diodo tiende a mantener una tensión constante entre los terminales de la carga, de modo que la caída de tensión en ri aumenta. El incremento resultante de Ii circula a través del diodo, mientras que la corriente a través de la carga se mantiene constante

RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA

El rectificador de media onda es un circuito empleado para eliminar la parte negativa o positiva de una señal de corriente alterna de entrada (Vi) convirtiéndola en corriente continua de salida (Vo).


POLARIZACIÓN DIRECTA (VI > 0)

En este caso, el diodo permite el paso de la corriente sin restricción. Los voltajes de salida y entrada son iguales y la intensidad de la corriente puede fácilmente calcularse mediante la ley de ohm.


POLARIZACIÓN INVERSA (VI < 0)

En este caso, el diodo no conduce, quedando el circuito abierto. La tensión de salida es nula, al igual que la intensidad de la corriente


RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA

Circuito empleado para convertir una señal de corriente alterna de entrada (Vi) en corriente continua de salida (Vo) pulsante. A diferencia del rectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la señal se convertirá en negativa


PUENTES RECTIFICADORES

Se emplean cuatro diodos. Al igual que antes, sólo son posibles dos estados de conducción, o bien los diodos 1 y 3 están en directa y conducen (tensión positiva) o por el contrario son los diodos 2 y 4 los que se encuentran en directa.

CONCLUSIÓN[editar]

El desarrollo de esta investigación fue muy interesante y productivo ya que me permitió, mejorar mis conocimientos sobre este componente electrónico que es muy útil, el comportamiento a diferentes temperaturas, el por que este componente es afectado al cambio del calor, y también aprendí las funciones que tiene el diodo rectificador que por mas sencillo que parece es algo complicado de entender, ya que varia sus funciones con pequeños cambios ya sean de voltaje o de calor. También se aprendió que existe diferencias con otros diodos hay otro diodos que tienen la misma función, pero trabajan con diferente voltaje como el de germanio, se explico el modo en que se checa los diodos con un multimetro ya sea analógico o digital.