Este documento describe cómo analizar el punto de operación de un diodo mediante el uso de una recta de carga. Explica que la intersección de la recta de carga con las características del diodo determina el punto de operación. Muestra un ejemplo de cómo determinar los valores de la tensión y corriente en el punto de operación trazando líneas horizontales y verticales desde el punto de intersección.

1. Universidad Politécnica de Chiapas
Ing. Biomédica
Fundamentos de Electrónica
Ing. Othoniel Hernández Ovando
Suchiapa, Chiapas a 25 de Enero de 2012

2. Normalmente, la carga aplicada tendrá un impacto
importante en el punto o región de operación del dispositivo.
Si el análisis se debe llevar acabo de manera gráfica, se
puede dibujar una línea recta sobre las características del
dispositivo que represente la carga aplicada.
La intersección de la recta de carga con las características
determinará el punto de operación del sistema. Por razones
obvias, a esta análisis se le llama análisis mediante la recta de
carga.
La mayor parte de las redes de diodos no estilan utilizar el sistema de la recta de carga,
la técnica se usa de manera frecuente en las demostraciones del funcionamiento del
transistor.

3. Considere la siguiente figura.
• Configuración en serie.
• Corriente establecida de acuerdo
a las manecillas del reloj.
• El diodo esta “encendido”.
• Polarización directa.
Región de
La zona operación en la polarización
gráfica es el primer directa.
cuadrante (VD e ID positivos).

4. Aplicando la ley de voltaje de Kirchhoff se tiene como
resultado.
E – VD – VR = 0
E = VD + VR
E = VD + ID R
Las dos variables de la ecuación (VD e ID)
son las mismas que los ejes del primer
cuadrante de la gráfica de
características de un diodo.

5. Las intersecciones de la recta de carga sobre las
características pueden determinarse con facilidad si se
considera que:
Eje Eje
Horizontal Vertical
ID = 0A VD = 0V

6. Consideración 1:
ID = 0A
De la ecuación siguiente: Se resuelve para VD:
E = VD + ID R
VD = E ID = 0A
Se establece que ID = 0A
E = VD + (0) R
Se obtiene una magnitud para VD sobre el eje horizontal cuando ID = 0A

7. Consideración 2:
VD = 0V
De la ecuación siguiente: Se resuelve para ID:
E = VD + ID R ID R = E
Se establece que VD = 0V
E
ID =
E = 0 + ID R R VD = 0V
Se obtiene una magnitud para ID sobre el eje vertical cuando VD = 0V

8. Una línea recta dibujada entre los puntos cuando VD = 0v e ID = 0V,
definirá una recta de carga.

9. La recta de carga esta
definida por el circuito (red).
La curva característica esta
definida por el dispositivo.
El punto de intersección
entre los dos es el punto de
operación (Q).
La corriente ID es la corriente a través de la toda la
configuración en serie
El trazo de líneas verticales y horizontales al punto Q
determinan los valores de VDQ e IDQ.

10. El punto Q es también
llamado "punto de trabajo" o
"punto de funcionamiento".
El punto Q se controla por la
variación de los valores de E
y R.
La solución que se obtiene por la intersección de las dos curvas es
la misma que podría conseguirse mediante la solución
matemática de las ecuaciones simultaneas [ ID = IS(eKVD/TK – 1)]
El análisis de la recta de carga descrito antes ofrece una solución
con un mínimo de esfuerzo.

11. Determinar para la configuración de diodos en serie de la
figura los siguientes valores:
a) VDQ e IDQ
b) VR

12. a) Se determinan las intersecciones con los ejes horizontales y
verticales:
IDQ = 9.25 mA
E
ID = VDQ = 0.78 V
R VD = 0V
10V
ID =
1 kΩ VD = 0V
ID = 10 mA
VD = E ID = 0A
VD = 10V

13. b) Determinamos el valor de VR:
VR = IR R VR = E – VD
VR = IDQ R VR = 10V – 0.78V
VR = (9.25mA)(1kΩ) VR = 9.22V
VR = 9.25V
La diferencia en los resultados se debe a la exactitud con la cual
se pueda leer la gráfica.