Este documento presenta información sobre un pre-laboratorio de prácticas con diodos realizado por dos estudiantes. Incluye definiciones de diodo ideal y recortador, cinco características de los diodos, un cuadro comparativo de tipos de diodos y sus aplicaciones, y explicaciones sobre el proceso de fabricación de diodos, la polarización directa e inversa, y cómo se comportan los diodos bajo cada polarización.

1. UNIVERSIDAD FERMÍN TORO
VICERECTORADO ACADÉMICO
DECANATO DE INGENIERIA
ESCUELA DE ELÉCTRICA
SEDE CABUDARE
PRE-LABORATORIO
PRACTICA Nº1
APLICACIONES CON DIODOS (RECORTADORES A MEDIA
ONDA)
ORLANDORODRIGUEZ
20923217
RAUL GUEDEZ
18526731

2. PRE-LABORATORIO
Defina Diodo ideal
El diodo ideal es un dispositivo de dos terminales que tiene el símbolo y las características
que se muestran en la siguiente figura.
Mencione 5 características de un diodo
 El diodo con polarización directa conduce con una caída de tensión de 0,6 a 0,7V. El
valor de la resistencia interna sería muy bajo. Se comporta como un interruptor cerrado
 El diodo no conduce con polarización inversa y toda la tensión de la pila cae sobre él.
Puede existir una corriente de fuga del orden de µA. El valor de la resistencia interna sería
muy alto Se comporta como un interruptor abierto.
 Estudiaremos la hoja de características del diodo 1N4001, un diodo rectificador empleado
en fuentes de alimentación (circuitos que convierten una tensión alterna en una tensión
continua). La serie de diodos del 1N4001 al 1N4007 son siete diodos que tienen las mismas
características con polarización directa, pero en polarización inversa sus características son
distintas. Primeramente analizaremos las "Limitaciones máximas".
 Curva diodo ideal Una curva ideal diodo es un gráfico de tensión frente al actual. En la
figura, es similar a una "z" en un lado, pero con la parte central de una línea recta en lugar
de una diagonal, y con curvas en las curvas de sus dos piernas.
 Corriente inversa máxima En esta tabla esta la corriente con polarización inversa a la
tensión continua indicada (50 V para un 1N4001). Esta corriente inversa incluye la

3. corriente producida térmicamente y la corriente de fugas superficial. De esto deducimos
que la temperatura puede ser importante a la hora del diseño, ya que un diseño basado en
una corriente inversa de 0,05 mA trabajará muy bien a 25 ºC con un 1N4001 típico, pero
puede fallar si tiene que funcionar en medios donde la temperatura de la unión alcance los
100 ºC.
Realice un cuadro comparativo de los tipos de diodos y sus
aplicaciones.
TIPOS DE DIODOS APLICACIONES DE LOS DIODOS
LED
Este tipo de diodos es muy popular, sino,
veamos cualquier equipo electrónico y
veremos por lo menos 1 ó más diodos
led. Podemos encontrarlos en diferentes
formas, tamaños y colores diferentes. La
forma de operar de un LED se basa en la
recombinación de portadores
mayoritarios en la capa de barrera
cuando se polariza una unión Pn en
sentido directo. En cada recombinación
de un electrón con un hueco se libera
cierta energía. Esta energía, en el caso de
determinados semiconductores, se
irradia en forma de luz, en otros se hace
de forma térmica.
FOTODIODO
Los fotodiodos no son diodos en los
cuales se ha optimizado el proceso de
componentes y forma de fabricación de
modo que la influencia luminosa sobre
su conducción sea la máxima posible.
Esto se obtiene, por ejemplo, con
fotodiodos de silicio en el ámbito de la
luz incandescente y con fotodiodos de
germanio en zonas de influencia de luz
infrarroja.

4. ZENER
El diodozenerescapazde trabajar enla
regiónenlaque se da el efectodel mismo
nombre cuandolascondicionesde
polarizaciónasílodeterminenyvolvera
comportarse comoun diodo estándartoda
vezque la polarizaciónretorne asuzona de
trabajonormal.En resumen,el diodozener
se comporta como undiodonormal,a no ser
que alcance la tensiónzenerparalaque ha
sidofabricado,momentoenque dejará
pasar a travésde él unacantidad
determinadade corriente.Este efectose
produce entodo tipode circuitos
reguladores,limitadoresyrecortadoresde
tensión.
Defina Recortador con Diodos
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.
Explique el proceso de fabricación de un diodo. A que
denominamos materiales P y N.
Estructura de Un diodo de silicio en estado sólido se forma cuando se unen dos piezas de
cristal semiconductor compuestas por átomos de silicio (Si) puro, pero procesadas cada una
de forma diferente. Durante el proceso de fabricación del diodo ambas piezas se someten
por separado a un proceso denominado “dopado” consistente en añadirle a cada una
“impurezas” diferentes, procedentes de átomos de elementos semiconductores también
diferentes. Al final del proceso se obtiene una pieza de cristal de silicio-positiva (P) con
faltante de electrones en su estructura atómica (lo que produce la aparición de “huecos”) y
otra pieza negativa (N) con exceso de electrones. Durante el proceso de dopado, a una de
las piezas de silicio que formará después el diodo se le añade algunas moléculas de otro
elemento semiconductor diferente al silicio, denominadas “impurezas”. Esas moléculas,
que en nuestro ejemplo serán de galio (Ga), convertirán al cristal de silicio en un

5. semiconductor “tipo-p”, con polaridad positiva (P). Como resultado del proceso de dopado,
en la última órbita de los átomos de galio se formarán “huecos” en aquellos sitios que
debían estar ocupados por los electrones que faltan para completar ocho. La segunda pieza
de cristal de silicio puro se somete también al proceso de dopado, pero esta vez añadiendo
impurezas pertenecientes a átomos de otro
Convierte en cristal de silicio “tipo-n”, o sea, con polaridad negativa (N), caracterizada por contener
exceso de electrones en la última órbita de los átomos de antimonio que se han añadido como
impurezas.
El siguiente paso para construir el diodo es unir la pieza de conducción positiva “tipo-p” o
“P” con la pieza de conducción negativa “tipo-n” o “N”. De esa forma se obtiene un diodo
semiconductor de silicio de unión o juntura p-n, en el que la parte positiva “P”
Constituye el “ánodo” (A) y la parte negativa “N” el “cátodo” (K).
El diodo así formado, se le añade a cada uno de sus extremos un terminal de alambre conductor
para permitir que la corriente eléctrica pueda atravesarlo.
Los elementos que contiene un diodo de silicio se protegen de factores externos que lo
puedan deteriorar o afectar en su funcionamiento posterior, introduciéndolos en unos casos
dentro de una cápsula de plástico y en otros casos dentro de un tubito de cristal. Además,
los elementos de los diodos concebidos para soportar mayores cargas de corriente se
protegen dentro de cápsulas metálicas.
La naturaleza de la unión p-n es tal que conducirá corriente en dirección directa, pero no en
dirección inversa. De esta manera, se convierte en una herramienta básica en
la rectificación para la construcción de fuentes de alimentación de DC.
Mencionecomo se polariza un diodo directamentee inversamente
Directamente
Los diodossemiconductores,al igual que ocurría conlas antiguasválvulastermoiónicas, actúan de
forma similar al funcionamiento de una válvula hidráulica del tipo anti retorno.
Válvula anti retorno. La flecha estampada en su cuerpo metálico. Indica el único sentido en que
puede circular el fluido cuando se. Conecta a un circuito hidráulico. Arriba la flecha azul
identificada. Como “A” señala el sentido de circulación permitido. Abajo la.
Flecha roja identificada como “B” muestra que si el fluido. Hidráulico una vez que ha pasado
a la parte izquierda de la válvula. Intenta ir hacia atrás por el mismo camino, no podrá hacerlo
porque. En ese sentido contrario al normal se encontrará bloqueada la. Entrada de la válvula.
Cuandose instalauna válvulaanti retornoenuncircuitohidráulico,el fluidosólopuede circularen
un sentido, porque se bloquea en sentido inverso, ya que en ese caso su mecanismo interno se
cierra automáticamente. De forma similar, para que la corriente eléctrica pueda fluir a través de
un diodo, es necesario polarizarlo “directamente”. Para ello el polo negativo (–) de la batería o
fuente de fuerza electromotriz se conecta al cátodo “K” o parte negativa (N) del diodo, mientras

6. que el polopositivo(+) de lapropiabatería se conecta al ánodo“A” o parte positiva (P) del propio
diodo. En la parte superior de esta figura se representa el esquema de un. Diodo energizado
en“polarizacióndirecta”.Comose puede.Observar,el polonegativo (–) de labatería se encuentra
conectado.Al cátodo “K” y el polopositivo (+) al ánodo“A” del diodo.Esta.Conexión permite que
la corriente de electrones que suministra la.
Batería o fuente de fuerza electromotriz pueda circular en él.Sentidoque indican las flechas.
En la parte de abajo de la figura,.
Se muestra un símil hidráulico, que emplea una “válvula.antirretorno” con el paso abierto
para que el fluidohidráulicopueda.Asícircular. Se puede observarque el fluido(representadopor
las.Flechasde colorrojo) atraviesalaválvulacirculando en el sentido.Enel que la bola que sirve
de compuertaa la válvulase abre.Así,una vezque la presióndel propiofluido hidráulico vence la
fuerza.Que ejerce el muelle sobre labola,éstacede yel líquidopuede fluir.Libremente.De forma
similar en el circuito eléctrico de un diodo. Polarizado
de forma directa, la corriente también puede fluir a Través de mismo en un solo sentido.
Cuandopolarizamosundiodode formadirecta,el polopositivode la batería rechaza los huecos o
agujeroscontenidosenlaregión"P" (ánodo del diodo), y los obliga a dirigirse al empalme "p-n".
En esascondiciones,la“zonade deplexión”se reduce por completo, por lo que los electrones en
excesoenel material negativoocátodoadquierenlasuficienteenergíacomoparapoderatravesar
la barrerade potencial existente enel empalme"p-n". De esaformaloselectrones penetran en la
región"P"de la parte positivadel diodoparacombinarse ahí con los huecos o agujeros. Al mismo
tiempo la atracción que ejerce el polo positivo de la batería sobre los electrones (negativos)
provoca que estos salten o se desplacen de hueco en hueco a través de esa mitad del diodo y
recorran toda la región semiconductora "P". Así, los electrones que cede la batería o fuente de
energía eléctrica a partir de su polo negativo (–), retornan a su polo positivo (+) después de
atravesar el diodo. De esa manera se restablece el equilibrio electrónico interno de la propia
batería,el cual se ve continuamentealteradodurante todoel tiempoque se encuentre conectada
al circuito cediendo electrones a la región “N” del diodo. En la ilustración “A” se puede ver un
circuitoelectrónicoformadoporundiodode silicio (1),unapila o. Batería (2), una lámpara LED en
funciónde consumidor (3), un interruptor (4) y un miliamperímetro (5)..Como todavía el circuito
se encuentra abierto (no se ha accionado el interruptor), la corriente eléctrica no.circula. En la
ilustración "B" se ha accionado el interruptor y, de acuerdo con polaridad de la batería, el. Diodo
se polarizade forma directapermitiendoel pasode lacorriente atravésdel circuito, por lo que la.
Lámpara LED se enciende y la aguja del miliamperímetro se mueve indicando que la corriente
eléctrica. Está circulando. En la ilustración “C” se ha cambiado la conexión de la batería en
el circuito, por tanto. La polaridad también queda invertida. En esta ocasión, aunque el
interruptor se accione, se puede. Observar que la lámpara LED no se enciende y la aguja del
miliamperímetronomuestracirculaciónde.Corriente eléctricaalguna(se mantiene indicando “0”
mA), pues al haberse cambiado la polaridad de la. Batería el diodo se polariza de forma inversa
impidiendoque lacorriente eléctrica circule por el circuito. El efecto que se obtiene es el mismo
que si no se hubiera accionado el interruptor. En resumen, el movimiento de los electrones
desplazándose desde la parte negativa del diodo para recombinarse con los huecos en la parte
positivadespuésde atravesar el empalme "p-n" o barrera de potencial, permite que la corriente
electrónicafluyaatravésdel mismo,siempre y cuando se encuentre polarizado directamente. Si
bajo esas condiciones conectamos un miliamperímetro y un consumidor al circuito del diodo, se
podrá apreciar que el instrumento de medición registra la circulación de corriente eléctrica.

7. Inversamente
En la parte de arriba de esta figura se representa el esquema de. Un diodo energizado en
“polarización inversa”. Como se puede. Observar, el polo positivo de la batería se encuentra
conectadoal.Cátodo “K” y el polo negativo al ánodo “A”. Esta conexión impide que la corriente
de electronesque suministra.Labateríau otra fuente de fuerzaelectromotrizpuedacircularenel.
Sentidoque indicanlasflechasyatravesarel diodo,porlo que no...Se puede completarel circuito
eléctrico. En la parte de abajo de la ilustración se muestra el esquema de.
Una “válvula hidráulica anti retorno” cerrada. Aquí se puede. Observar que
el fluido hidráulico (representado por la flecha de.
Color rojo) no puede atravesar la válvula si intenta circular en. Sentido inverso, debido a la
presión que ejerce el muelle sobre la
Bolay la propiapresiónque ejerce tambiénel fluidohidráulicosobre ésta,loque provocael cierre.
Completo de la abertura de entrada. De forma similar un diodo polarizado de forma inversa
impide que la. Corriente eléctrica pueda fluir en sentido contrario, por lo que no puede
atravesarlo, ni completarse. Tampoco la circulación de corriente a través del circuito.
ACTIVIDADES DE LABORATORIO
PARTE I. ANALISIS DE CIRCUITOS CON DIODOS.
1. Montar en el laboratorio el siguiente circuito. Previo al montaje busque las
características del diodo en el Manual ECG y tome nota en el recuadro.
2. La fuente Vi será una señal senoidal de 5 voltios pico y de 500 Herz.
3. Encienda el osciloscopio. Calibre ambos canales. Coloque el canal 1 en paralelo
con la resistencia de 1 KΩ. Dibuje exactamente los que se observa en una hoja de
papel milimetrado (sea muy cuidadoso al hacer la gráfica).
4. Coloque ahora el canal 2 del osciloscopio en paralelo con la fuente Vi y grafique
(según lo indicado en el paso anterior).
Compare ambas gráficas. Explique porque la salida no es igual a la entrada. (Canal 1
Vs Canal 2).

9. Compare ambas gráficas. Explique por qué la salida no es igual a la entrada.
Como podemos observar la señal de salida es igual a la entrada para el semi-ciclo
positivo de la onda de entrada solo cuando Vi > 0.7V y tiene un valor de 0V cuando Vi
< 0.7V, esto se debe a que el diodo es un dispositivo no lineal ya que solo conducirá
solamente cuando la tensión aplicada al ánodo del mismo, sea mayor que la tensión
que esta aplicada al cátodo que en este caso es 0V

10. Ahora disminuya el valor pico de Vi a 0.3V. Verifique la señal de salida en la
resistencia de 1KΩ.
¿Hay señal Vo? No hay señal Vo.
Explique lo que pasa.
Para este caso no tenemos señal de salida por que el valor pico de la nueva señal de
entrada 0.3V no es suficiente para poner en funcionamiento al diodo y hacer que el
mismo conduzca corriente.
Repita los pasos anteriores invirtiendo el diodo utilizado. Dibuje el circuito respectivo
invirtiendo el diodo.
Coloque el canal 1 en paralelo con la resistencia de 1KΩ y el canal 2 del
osciloscopio en paralelo con la fuente Vi y grafique.

11. Compare ambas gráficas. Explique por qué la salida no es igual a la entrada.
La señal de salida (amarillo) es igual a la entrada para el semi-ciclo negativo de la
onda de entrada (cuando Vi < -0.7V) y tiene un valor de 0V cuando Vi > -0.7V. Esto se
debe a que el diodo conducirá solamente cuando la tensión aplicada al ánodo del
mismo, sea mayor que la tensión aplicada al cátodo y esto solo sucederá durante el
semi-ciclo negativo de la onda de entrada.
Disminuya el valor pico de Vi a 0.3V. Verifique la señal de salida en la
resistencia de 1KΩ.

12. ¿Hay señal Vo? No hay señal Vo.
Explique lo que pasa.
No hay señal de salida ya que el valor pico de la nueva señal de entrada 0.3V no
es suficiente para colocar el diodo en modo VON y hacer que circule corriente. Es
necesario que la señal de entrada tenga una amplitud mayor a 0.7V para que el
diodo pueda conducir.
Cuál es la función de ambos circuitos.
Ambos circuitos tienen como función hacer una rectificación de media onda de la
señal de entrada, esto quiere decir que permite convertir una parte de la señal de
entrada AC en una señal de salida DC, esto sucederá cuando el diodo se
comporta como circuito abierto haciendo que la señal de salida sea de 0Vdc para
el caso de los circuitos estudiados.
Que circuitos con diodos representan los de la figura 1.a y 1.b. ¿Cuál es su
función?

13. En el circuito de la figura 1.a, se observa que la salida es recortada en un valor de
tensión de aproximadamente 0.7V cuando Vi es mayor a 0.7V, esto se debe a que
cuando la tensión de entrada supera el valor mencionado, el diodo entra en un
estado y comienza a conducir, comportándose, así como una fuente de tensión
constante de Aproximadamente 0.7V. Por otra parte, cuando Vi es menor de 0.7V,
el diodo no conduce y se comporta como un circuito abierto haciendo que la
tensión de salida sea igual a la tensión de entrada.

14. Al igual que en la figura 1.a, en el circuito 1.b se puede observar que la salida es
Recortada en un valor de tensión que esta vez es de aproximadamente 2.7V
cuando Vi es mayor a 2.7V, esto se debe a que cuando la tensión de entrada
supera el valor mencionado, el diodo entra en un estado VON (ya que la tensión
del ánodo superara a la del cátodo por más de 0.7V) y comienza a conducir,
comportándose, así como una fuente de tensión constante de aproximadamente
0.7V que se suma a los 2V de la batería. Por otra parte, cuando Vi es menor de
2.7V, el diodo no conduce y se comporta como un circuito abierto haciendo que la
tensión de salida sea igual a la tensión de entrada.
PARTE 2. DISEÑO DE CIRCUITOS CON DIODOS.
1. Diseñe un circuito usando diodos, resistencias y fuente Vcc que
entregue la siguiente onda. Sugerencia (Savant. Diseño Electrónico.
Recortadores de señales)

15. Observamos que la señal que se desea obtener a la salida del circuito a diseñar
consiste en una onda sinusoidal de periodo T=2ms
f =
𝟏
𝑻
=
𝟏
𝟐𝒎𝒔
= 500Hz
w = 2π f = 1000 π rad/s
Dado que la tensión de entrada presenta la misma forma de onda (excepto en la
región recortada) que la tensión de salida y ambas tienen la misma frecuencia,
podemos definir Vi como:
Vi(t) = Vmax*sen(wt+φ) con φ = 0°
Vi(t) = Vmax*sen(1000 π t) (1)
Calculemos Vmax tomando uno de los valores de Vi(t) para un tiempo
determinado t en la onda dada.
Sea Vi(t) = 3.75V para t=0.2 ms
Sustituyendo en 1
3.75=Vmax*sen( 1000𝝅*0.2*𝟏𝟎−𝟑
)

16. 3.75= Vmax* 0.588
Vmax=6.38
Como la salida corresponde a la de un circuito recordador polarizado en paralelo
con tensiones de recorte igual a +5 y -5V, el circuito dispondrá de 2 diodos cada
uno en serie con 2 fuentes de tensión constante VB1 y VB2 respectivamente.
Dado que se requiere una tensión VON para hacer que los diodos conduzcan y
asumiendo que ambos diodos son de silicio con VON = 0.7V, obtendremos las
siguientes ecuaciones:
VB1 + VON = 5V VB1 = 4.3V
-VB2 – VON = -5V VB2 = 4.3V
Así el circuito que entregará la señal de onda deseada será:
POST-LABORATORIO
1. ¿Por qué el diodo es un dispositivo no lineal?
Un diodo es un dispositivo no lineal. Por debajo de 0,7 V, En el diodo circula
muy poca corriente. Por encima de los 0,7 V, la corriente aumenta rápidamente. Y
esta reacciona muy diferente al que se da en una resistencia en la que la corriente

17. aumenta en proporción directa a la tensión. La razón de que el diodo sea diferente
es que éste tiene una barrera de potencial producida en su zona de deplexión. la
zona de deplexión es la zona de la unión que contiene pares de iones con cargas
opuestas en cada lado de la citada unión.
2. ¿Cuáles son las ventajas de recortar señales de Corriente Alterna (AC)?
Una ventaja principal seria la protección de circuitos contra picos de tensión,
porque si en un circuito se introduce un voltaje no deseado, al haber dispositivos
que recorten la señal estos voltajes no deseados no dañaran el circuito porque los
recortadores ponen un límite en el voltaje que pasara.
2. Simule los circuitos
figura 2.
Figura 3

18. Explique su funcionamiento
Grafica de Vi y Vo para circuito de la figura 2

19. Grafica de Vi y Vo para circuito de la figura 3
Los circuitos de las figuras 2. y 3 corresponden a circuitos fijadores, los cuales se
encargan de correr la onda de entrada (onda amarilla) una cantidad que hace que
la forma de onda desplazada (onda azul) se fije en un valor de tensión
determinado.
En el caso del circuito 2., el capacitor C1 se cargará hasta un valor igual al voltaje
pico de la entrada (10V), actuando, así como una batería de 10V en serie con la
fuente senoidal. Dada la orientación del diodo, el capacitor se cargará en una
dirección que sumará al voltaje de entrada corriendo así la forma de onda por
arriba de un valor mínimo de -0.7V (voltaje del diodo con polaridad contraria al del
voltaje de salida).
En el caso del circuito 3, el capacitor C1 se cargará hasta un valor igual a la
diferencia del voltaje pico de la entrada (10V) y el voltaje de la fuente DC B1 (2V),
actuando, así como una batería de 8V en serie con la fuente senoidal. Dada la
orientación del diodo, el capacitor se cargará en una dirección que sumará al
voltaje de entrada corriendo así la forma de onda por arriba de un valor mínimo de
-2.7V (voltaje resultante de la suma de la fuente B1 y el diodo).

20. CONCLUSIÓN
Se concluye que el recortador de media onda se logra agregar un diodo a una
fuente AC, la señal recortada depende del sentido de cómo se coloque el diodo.
Se dio a conocer que al agregar una batería a una resistencia paralela a un diodo
se logra un rectificador de media onda donde la señal rectificada va a depender
del valor del voltaje de la batería o del valor de la resistencia usada en dicho
circuito
Finalmente se puede concluir que tanto los recortadores como los rectificadores
de media onda son de gran utilidad a la hora de trabajar con componentes que
solo funcionan en determinado sentido y nos ayuda a transformar la corriente de
AC a CD.