Este documento trata sobre las aplicaciones de diodos, incluyendo rectificadores, diodos Zener para estabilización de tensión y limitación, LEDs y diodos láser para emisión de luz, y fotodiodos para detección de luz. Explica conceptos como valor medio, rizado, tensión de ruptura, y características de diodos Zener, LEDs, y fotodiodos.
1. Sesión 9
Diodos y Aplicaciones
Componentes y Circuitos Electrónicos
Isabel Pérez
www.uc3m.es/portal/page/portal/dpto_tecnologia_electronica/Personal/IsabelPerez
2. Aplicaciones de Diodos
OBJETIVOSOBJETIVOS
• Conocer e interpretar las señales en un circuito
rectificador y los parámetros fundamentales (valor
medio, rizado, PIV, potencia disipada en el diodo)
• Conocer las características (tensión Zener, corriente
mínima, potencia máxima…) y aplicaciones de diodos
Zener
2UC3M 2009 CCE - Sesión 9
Zener
• Conocer las características básicas de diodos emisores
(LED y LASER) y detectores (fotodiodos) de luz
11. Ánodo
Cátodo
+ -
iD
vD
SÍMBOLO
Ánodo
Cátodo
+ -
iD
vD
SÍMBOLO
Aproximaciones a curva característica
Diodos Zener
ID
VD
Directa
Inversa
-VZ
Ruptura
ID
VD
Directa
Inversa
-VZ
Ruptura
ID
VD
Directa
Inversa
-VZ
Ruptura
ID
VD
Directa
Inversa
-VZ
Ruptura
Aproximaciones a curva característica
Zener ideal Zener con caída de tensión constante en directa
A-C
A-C
A-C
A-C
Inversa
Circuitos equivalentes del diodo:
Directa: A C
Cortocircuito: VD=0, ID>0
Inversa: A C
Circuito abierto: ID=0, VD<0
Ruptura:
A C
Caída de tensión cte A-C=-VZ, ID<0
+-
VZ
Inversa
Circuitos equivalentes del diodo:
Directa: A C
Cortocircuito: VD=0, ID>0
Inversa: A C
Circuito abierto: ID=0, VD<0Inversa: A C
Circuito abierto: ID=0, VD<0
Ruptura:
A C
Caída de tensión cte A-C=-VZ, ID<0
+-
VZ
Inversa
Circuitos equivalentes del diodo:
Directa:
A C
Inversa: A C
Circuito abierto: ID=0, VD<0
Ruptura:
A C
Caída de tensión cte A-C=-VZ, ID<0
+-
VZ
+ -Vγγγγ
Caída de tensión cte A-C =Vγγγγ, ID>0
Inversa
Circuitos equivalentes del diodo:
Directa:
A C
Inversa: A C
Circuito abierto: ID=0, VD<0Inversa: A C
Circuito abierto: ID=0, VD<0
Ruptura:
A C
Caída de tensión cte A-C=-VZ, ID<0
+-
VZ
+ -Vγγγγ
Caída de tensión cte A-C =Vγγγγ, ID>0
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12. Aplicaciones : Estabilizador de tensión
Diodos Zener
minmax
(min)
maxmin
zL
ZNR
SZZ
ii
VV
Rii
+
−
=⇒>
Diseño
Funcionamiento en zona Zener
L
Z
S
ZNR
LSZ
R
V
R
VV
iii −
−
=−=
max
(max)
minmax
S
ZNR
SZZ
i
VV
Rii
−
=⇒<
( ))minmax
2
max
LSZZ
SSRS
iiVP
RiP
−•=
•=
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13. Aplicaciones : Limitadores (resolución utilizando aproximaciones a curva característica)
Obtener y dibujar la función de transferencia del circuito de la figura, utilizando la 2ª aproximación para el Zener (Vγ=0.7V, VZ=5V).
Diodos Zener
•Zener en directa
•Zener en inversa: •Zener en zona Zener
vo = -vD = -0.7V
Vvi 7.0−<
vo = vi
Vvi 57.0 <<−
vo= VZ
Vvi 5>
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14. Funcionando en directa convierten corriente de polarización directa en luz
Emiten a diferentes longitudes de onda, λ, (distintos colores).
LED (Light Emitting Diode)
LEDs y Diodo LASER
Espectro de emisión ancho (varias λ)
Tensión umbral de conducción es
mayor que en los diodos de unión pn y
depende del rango de longitudes de
onda a las que emitan (color del LED)
(Azul: Vγ≈3V; Verde: Vγ≈2.5V;Amarillo:
Vγ≈1V)
Diodo LASER
(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)
Potencia
óptica (mW)
Diodo LASER
LED(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)
Espectro de emisión estrecho (≅ λ única)
Luz coherente
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Corriente en
directa (mA)
15. Fotodiodos
Funcionando en la región inversa
convierte la luz incidente en corriente
Funcionamiento en un rango de
longitudes de onda
Circuito acondicionamiento
(Conversor Corriente-Tensión)
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