limitadores

1. LIMITADORES
Un limitador o recortador es un circuito que, mediante el uso
de resistencias y diodos, permite eliminar tensiones que no nos interesen para
que no lleguen a un determinado punto de un circuito. Mediante un limitador
podemos conseguir que a un determinado circuito le lleguen únicamente
tensiones positivas o solamente negativas, no obstante esto también puede
hacerse con un sólo diodo formando un rectificador de media onda, de forma
que nos vamos a centrar en un tipo de limitador que no permite que a un
circuito lleguen tensiones que podrían ser perjudiciales para el mismo.
Configuración en serie
La respuesta de la configuración en serie de la figura 2.68a a varias formas de
onda alternas se da en la figura 2.68b. Aunque primero se presentó como un
rectificador de media onda (con formas de onda senoidales), no hay límites
para el tipo de señales que se pueden aplicar a un recortador.
La adición de una fuente de cd a la red como se muestra en la figura 2.69
puede tener un marcado efecto en el análisis de la configuración de recortador
en serie. La respuesta no es tan obvia porque la fuente de cd puede ayudar o ir
en contra del voltaje suministrado por la fuente y la fuente de cd puede estar en
la rama entre la fuente y la salida o en la rama paralela a la salida.

2. No hay un procedimiento general para analizar redes como la de la figura 2.69,
pero sí algunas cosas que podemos hacer para encauzar el análisis en alguna
dirección. En primer lugar y más importante:
1. Observe cuidadosamente dónde actúa el voltaje de salida. En la figura
2.69 lo hace directamente a través del resistor R. En algunos casos, puede
hacerlo a través de una combinación de elementos en serie. A continuación:
2. Trate de desarrollar un esquema mental de la respuesta observando la
“presión” establecida por cada fuente y el efecto que tendrá en la
dirección de la corriente convencional a través del diodo. En la figura 2.69,
por ejemplo, cualquier voltaje positivo de la fuente tratará de encender el diodo
al establecer una corriente convencional a través del mismo que coincida en
dirección con la flecha de su símbolo. Sin embargo, la fuente de cd agregada V
se opondrá al voltaje aplicado y tratará de mantener el diodo “apagado”. El
resultado es que cualquier voltaje alimentado mayor que V volts encenderá el
diodo y se establecerá la conducción a través del resistor de carga. Tenga en
cuenta que por el momento se trata de un diodo ideal, así que el voltaje de
encendido es 0 V. En general, por consiguiente, en cuanto a la red de la figura
2.69 podemos concluir que el diodo encenderá con cualquier voltaje vi que sea
mayor que V volts y se apagará con cualquier voltaje menor. En la condición
“apagado”, la salida sería de 0 V por la falta de corriente y en la condición
“encendido” sería sólo v0 = vi - V, como lo determina la ley del voltaje de
Kirchhoff. En total, por consiguiente, se obtuvo una solución sin tener que
tomar un lápiz, sólo revisando los elementos presentes y cómo interactúan.
Ahora bien, algunas redes serán más complejas, por lo que es sensato
considerar la aplicación de los siguientes pasos
3. Determine el voltaje aplicado (voltaje de transición) que cambie el
estado del diodo de “apagado” a “encendido”. Este paso servirá para
definir la región del voltaje aplicado cuando el diodo está encendido y cuanto
está apagado.
4. Es conveniente trazar la forma de onda de salida directamente debajo
del voltaje aplicado, utilizando las mismas escalas para el eje horizontal y
el eje vertical.

3. Configuración en paralelo
La red de la figura 2.81 es la más sencilla de las configuraciones de diodos en
paralelo con la salida que se produce con las mismas entradas de la figura
2.68. El análisis de configuraciones en paralelo es muy parecido al que se
aplica a configuraciones en serie, como se demuestra en el ejemplo siguiente.
Polarización de un divisor de voltaje
Las fuentes de voltaje de polarización que han sido utilizadas para ilustrar la
operación básica de limitadores de diodo pueden ser reemplazadas por un
divisor de voltaje resistivo, que deriva el voltaje de polarización deseado del
voltaje de la fuente de cd como muestra la figura 2-42. El voltaje de
polarización se ajusta por medio de los valores del resistor de acuerdo con la
fórmula del divisor de voltaje.
VPOLARIZACIÓN= (
𝑅3
𝑅2+𝑅3
)Vfuente

4. Una aplicación del limitador
Muchos circuitosrestringenel nivel de entradaparaevitarque éstosse dañen.Porejemplo,
casi todosloscircuitosdigitalesdebentenerunnivel de entradaque noexcedael voltaje de la
fuente de alimentación,puesunaentradade unoscuantosvoltspor encimade éste podría
dañar el circuito.Para evitarque laentradaexcedade unnivel específico,se puede utilizarun
limitadorcondiodoa travésde la trayectoriade laseñal de entradaen muchoscircuitos
digitales.
EJEMPLO: Imaginemos que queremos limitar la parte positiva.
Así se protege la carga de tensiones mayores de + 5 V.

5. PROBLEMAS:
 LIMITADORES POLARIZACION EN PARALELO:
1. Se tiene la siguiente señal de entrada y el circuito que se
muestra en la figura. Hallar la forma de la onda del voltaje
de 𝑅 𝐿.
SOLUCIÓN:
El nivel al cual un voltaje de ca se limita puede ser ajustado
agregando un voltaje de polarización 𝑉𝑃𝑂𝐿𝐴𝑅𝐼𝑍𝐴𝐶𝐼Ó𝑁 en serie con el
diodo como se muestra en el circuito. El voltaje en el punto A debe
ser igual a, 𝑉𝑃𝑂𝐿𝐴𝑅𝐼𝑍𝐴𝐶𝐼Ó𝑁 + 0.7V para que el diodo se polarice y
pueda conducir. Una vez que el diodo conduce, el voltaje en el
punto A se limita a 𝑉𝑃𝑂𝐿𝐴𝑅𝐼𝑍𝐴𝐶𝐼Ó𝑁 + 0.7V.
2. Se tiene la siguiente señal de entrada y el circuito que se
muestra en la figura. Hallar la forma de la onda del voltaje
de 𝑅 𝐿.
SOLUCIÓN:
En la fase positiva se puede apreciar que la rama en donde se
encuentra el diodo y la fuente no se toma en cuenta puesto que el

6. diodo esta polarizado en inversa. Vemos que en la carga 𝑅 𝐿 pasa
una tensión constante igual a 𝑉𝑃𝑂𝐿𝐴𝑅𝐼𝑍𝐴𝐶𝐼Ó𝑁 − 0.7V que solo es
superada cuando la señal de entrada es mayor. Con lo que se
obtiene la siguiente señal.
3. La figura muestra un circuito que combina un limitador
positivo con un limitador negativo. Determine la forma de la
onda del voltaje de salida
SOLUCIÓN:
Cuando el voltaje en el punto A alcanza +5.7V (es 5+0.7 porque el
diodo es de silicio), el diodo 𝐷1 conduce y limita la forma de la onda
a +5.7 V. El diodo 𝐷2 no conduce hasta que el voltaje llega a -5.7
V. Por lo tanto la forma de la señal de salida queda limitada por
arriba hasta +5.7 V y en la parte inferior por -5.7 V.
 LIMITADORPOLARIZACION EN SERIE:
4. Se tiene la siguiente señal de entrada y el circuito que se
muestra en la figura. Hallar la forma de la onda del voltaje
de salida.

7. SOLUCIÓN:
Analizamos en dos casos, en la fase positiva y en la fase
negativa de la señal de entrada. En la fase positiva la salida es
0 V dado que el circuito se encuentra abierto por el diodo que
esta polarizado en inversa. En la fase negativa la señal de
salida es – (𝑉𝑚 + 𝑉) esto se debe al sentido de la fuente que
se suma al valor de la señal de entrada, solo cuando está en
la fase negativa. Asumimos que el diodo es ideal.
 LIMITADORCON DIVISION DE VOLTAJE:
5. Defina la forma de la onda de salida para el limitador con
diodo de la figura siguiente.
SOLUCIÓN:
Usando división de voltaje para determinar el voltaje de
polarización.
𝑉𝑃𝑂𝐿𝐴𝑅𝐼𝑍 𝐴𝐶𝐼Ó𝑁 = (
𝑅3
𝑅2+𝑅3
) 𝑉𝐹𝑈𝐸𝑁𝑇𝐸 = (
220Ω
100Ω+220Ω
) 12 𝑉 = 8.25 𝑣

8. La forma de la onda del voltaje de salida se muestra en la figura
siguiente. La parte positiva de la forma de la onda del voltaje de
salida se limita a 𝑉𝑃𝑂𝐿𝐴𝑅𝐼𝑍𝐴𝐶𝐼Ó𝑁 +0.7 V.

9. Bibliografía
 Dispositivos electrónicos Thomas L. Floyd
 Electrónica: Teoríade circuitos y dispositivos electrónicos
Robert L. Boylestad
 http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema4/Pa
ginas/Pagina18.htm