El documento describe las características y tipos de diodos, incluida su curva característica corriente-tensión. Explica las aproximaciones lineales del diodo rectificador y Zener, así como cómo resolver circuitos con diodos usando un enfoque gráfico. Finalmente, presenta un ejemplo de aplicación de diodos como rectificador en una fuente de alimentación.

1. UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP
Jaime Guillermo Peña García
Ingeniería de Sistemas e Informática
Física Electrónica
IV Ciclo
2012
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2. DIODOS
 Símbolo. Polarización
 Tipos de diodos
 Curva característica
 Aproximaciones lineales del diodo rectificador
 Aproximaciones lineales del diodo Zener
 Resolución de circuitos con diodos
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3. Características. Símbolo
• Diodo semiconductor: unión PN. Referencia: diodos de silicio (Si)
• Elemento biterminal. Terminales diferentes.
Ánodo + – Cátodo
Polarización directa Polarización inversa
+ – + –
I I
+ – – +
E E
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4. Tipos de diodos
Diodo rectificador
• En P.D. conduce corriente. En P.I. no conduce.
Diodo LED
• En P.D. conduce corriente y emite luz.
• En P.I. no conduce corriente y no emite luz.
Fotodiodo
• Opuesto al anterior. En P.I. absorbe luz detectada
y conduce corriente
Diodo Zener
• En P.D. como el diodo rectificador
• En P.I., si se supera cierta tensión (tensión Zener)
conduce también.
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5. Curva característica corriente/tensión
Diodo rectificador
• Relación exponencial
ID
ID ID
I.P. D.P.
+ VD –
VD
0,7 V
• P.I. corriente de saturación (pocos nA) qVD
• P.D. tensión umbral KT
• P.I.: ruptura ID IS e 1
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6. Curva característica corriente/tensión
Diodo Zener
• Peculiaridad en P.I: superada Vz, “ruptura Zener” ID
conduce corriente sentido inverso
I.P. D.P.
ID ID
VZ
VD
+ VD – 0,7 V
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7. Aproximaciones lineales del diodo rectificador
Primera aproximación: diodo ideal
• P.D. conduce como un cortocircuito
• P.I. no conduce
• Aproximación más alejada
ID
I.P. D.P.
VD
7

8. ID ID
A B
+ VD –
ID Ecuación Condición
D. P. : A B VD 0 ID 0
+ VD 0 –
ID 0
I. P. : A B ID 0 VD 0
+ VD –
8

9. Aproximaciones lineales del diodo rectificador
Segunda aproximación (más frecuente)
• P.D. conduce a partir de 0,7V
• P.I. no conduce
• Tiene en cuenta la tensión umbral
ID
I.P. D.P.
VD
0,7 V
9

10. ID ID
A B
+ VD –
Ecuación Condición
ID 0,7 V ID
D. P. : A +– B VD 0,7 V ID 0
+ VD 0,7 V –
ID 0
ID 0 VD 0, 7 V
I. P. : A B
+ VD –
10

11. Aproximaciones lineales del diodo rectificador
Tercera
• P.D. conduce a partir de 0,7V, pero la tensión aumenta si la corriente
aumenta
• P.I. no conduce
ID
I.P. D.P.
VD
0,7 V
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12. ID ID
A B
+ VD –
Ecuación Condición
ID 0,7 V
r
D. P. : A +– B VD 0,7 rID ID 0
+ – ( r = 0,5 -1 )
V 0, 7 rI r resistencia interna
D D
ID 0
I. P. : A B ID 0 VD 0, 7 V
+ VD –
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13. Aproximaciones lineales del diodo Zener
• Sólo una aproximación (se pueden hacer más)
• Similar a la 2ª aprox. del diodo rectificador
• En P.D. se comporta igual, también a partir de 7V
• En P.I. al llegar a la tensión Zener, conduce corriente en sentido
contrario
ID
I.P. D.P.
V Z región normal
VD
0,7 V
región Zener
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14. ID ID IZ IZ
A B
+ VD – – VZ +
ID 0,7 V Ecuación Condición
D. P. : A + – B
VD 0,7 V ID 0 IZ 0
+ VD 0,7 V –
I. P. :
ID 0
ID 0 VZ VD 0,7 V
región normal: A B
VZ parámetro conocido
+ VD –
IZ VZ IZ
región Zener: A –+ B VD VZ IZ 0 ID 0
+ VD VZ –
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15. Resolución gráfica de circuitos con diodos
• Punto de operación del diodo
• Recta de carga
ID RTh
A
+
I.P. D.P. ID
ETh +
–
VD
–
VD
0,7 V B
ETh RTh I D VD
ETh 1
ID VD
RTh RTh
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16. Resolución gráfica de circuitos con diodos
• Intersección: punto de operación del diodo
ID
ETh
RTh
Q Punto de operación VQ ,IQ
IQ
VD
VQ ETh
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17. Una aplicación del diodo: el rectificador
• Generador de tensión continua o fuente de alimentación
Transformador Fu ente de al ime ntaci ón
Rectificador
Regulador
6V
Filtro
220 V 5V
50 Hz
50 Hz
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18. 1. Transformador
Transformador
+ +
señal de señal de c.a.
vE vS
c.a. más pequeña
– –
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19. 2.a Rectificador de media onda
Rectificador
c.a. + +
(positiva y vE vS c. pseudocontinua
negativa) – – vS 0
Entrada D Salida
+ +
vE RL
Rectificador vS vR
– –
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20. 1.- VE> 0 i>0 0 ≤ t ≤ T/2
D
+ i +
vE 0 RL
vS vE 0
– –
2.- VE < 0 i<0 T/2≤ t ≤ T
D
+ – +
vE 0 >0 i 0 RL vS 0
– + –
20

21. vE T
 
t
T
2
vS
t
21

22. 2.b Rectificador de onda completa: primera opción
DA
+
vEA vE vEA
– RL
– – v +
vEB vE vEB S
+
DB
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23. + +
v EA DA RL vS
– –
–
v EB DB
+
23

24. 1.- VEA> 0 y VEB < 0
DA
+
vEA + RL
vS
– –
2.- VEA< 0 y VEB > 0 +
RL
vS
–
–
vEB
+
DB
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25. vE T vEA
vEB
 
t
vS
t
25

26. 3. Filtro
Entrada D Filtro Salida
+ Rectificador +
vE vS vR
C
– –
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27. • Filtro con rectificador de media onda
vS
t
T 5T
4 vE 4
vE vC vE vC
• Filtro con rectificador de onda completa
vS
t
T
3T
4
4 vEA vEB
vEB vC vEA vC
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28. 4. Regulador
Regulador
Entrada D Salida
+ +
vE RL
vS vR
C
– –
• Regulador con rectificador de media onda
vS
Vmin V
Z t
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29. • Regulador con rectificador de onda completa
vS
Vmin
VZ
t
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