Unidad 5 : “ DIODOS Y TIRISTORES ”

1. Unidad 5: “DIODOS Y TIRISTORES”

2. ID + VD VD + + + + ID ID Introduccióna los diodos semiconductores El diodo ideal El “diodo ideal” es un dispositivo de dos terminales:   ÁNODO CÁTODO ID Característica del diodo ideal Símbolo del diodo ideal FÍSICAMENTE ÁNODO CÁTODO

3. + A C + A C + + La “polarización directa” se obtiene cuando se aplica un voltajemás positivoal “ánodo” que al “cátodo”, mientras que la “polarización inversa” es cuando se aplica un voltaje más negativo al “ánodo” que al “cátodo”: Polarización inversa Polarización directa VA<VC VA>VC

4. ID ideal REAL VD En un diodo real, la gráfica de la curva que resulta entre el valor delvoltaje aplicadoy lacorriente que circulaante dicho voltaje (IDvsVD), resulta una curva conocida como “característica del diodo”. Zona de Polarización Directa VZ IS Zona de Polarización Inversa

5. + + + + VD VD R VR R VR + + E E + + + + VD R R + + E E Un diodo se puede aproximar por unafuente de tensióncontinuaVD(VD  0,7V para diodos de Si y VD  0,3V para diodos de Ge) cuando está polarizado directamente,y por un cortocircuito cuando está polarizado inversamente.

6. +Vm R IR + +Vm R IR IR=0 R -Vm -Vm Rectificadores de media onda y onda completa Rectificación de media onda Sea un circuito con un diodo ideal y una resistencia, excitado con una señal sinusoidal (de magnitudVmvarias veces superior a VD):

7. Ve + Vs +Vm +Vm R Ve Vs IR -Vm Rectificación de media onda Si el voltaje de entrada es sinusoidal, elvoltaje de salida(tensión sobre la resistencia) tendrá la forma de una “media onda”: El circuito presentado se conoce como “rectificador de media onda”.

8. + Vs Vm-2VD Ve Vs R +Vm Ve -Vm Rectificación de onda completa Aunque la onda resultante de un rectificador de media onda escontinua(no cambia de signo), dista mucho de ser un valor constante, como interesa tener en un circuito eléctrico de CC. Una forma de mejorar la “calidad” de la onda continua resultante es a través del “rectificador de onda completa”:

9. Ve Vs Vm-VD +Vm R -Vm Rectificación de onda completa Una alternativa al circuito anterior sería:

10. R Rectificación de onda completa Unafuente de tensión doble(con salidas negativa y positiva respecto del punto medio del transformador) podría ser: +

11. + R R GND Rectificación de onda completa Unafuente de tensión doble(con salidas negativa y positiva respecto del punto medio del transformador) podría ser: +

12. Vs Ve +Vm 2VD VD t -VD t -2VD -Vm Rectificación de onda completa Al utilizar diodos “reales”, la caída de voltaje debida a los mismos hace que la salida del circuito rectificador sea (para un puente rectificador con 4 diodos): SEÑAL PREVIA AL RECTIFICADO +Vm-2VD SEÑAL RECTIFICADA

13. SALIDA RECTIF. SIN FILTRO SALIDA TRAFO SALIDA TRAFO +Vm +Vm CIRCUITO RECTIFICADOR SIN FILTRO +Vm -Vm -Vm SALIDA RECTIF. CON FILTRO CIRCUITO RECTIFICADOR CON FILTRO C +Vm Filtrado El “suavizamiento” de la señal que sale del circuito rectifica-dor se conoce como “filtrado”. Esto puede lograrse colocando un capacitor a la salida del rectificador.

14. RIZADO O “RIPPLE” CIRCUITO RECTIFICADOR VRc C RC t Filtrado Cuando se conecta una carga al circuito, la condición cambia. Para comprender lo que sucede con el circuito puede colocarse una resistencia,RC, como carga del sistema: SALIDA RECTIF. CON FILTRO La tensión sobre la carga no es constante sino que varía con el tiempo, lo que se conoce como “rizado” o “ripple”.

15. Vsalida t Filtrado Elrizadopuede pensarse como formado por la suma de un voltaje de CC y una pequeña señal de CA. Así, se define lo que se conoce como “factor de ripple”,FR, como: VCC Vpr

16. FIN