Práctica: Diodo y Diodo Zener

TRABAJO PRÁCTICO Nº1

Finalidades

1a- Determinar el Anodo y Cátodo.

1b- Verificar los efectos de Polarización Inversa y Directa.

1c- Determinación de las Características Volt – Amper de un Diodo en polarización Di – recta e Inversa.

1d- Determinación de la Resistencia del Diodo en Polarización Directa e Inversa.

1e- Obtención de la Curva R= f (v) en ambas polarizaciones.

Material empleado en la Práctica

Fuentes:

Amperímetros:

Voltímetros:

Multímetros:

Resistencias:

Diodos:

3)- Información Preliminar:

Por lo general está es dada en la Clase teórica.

4)- Diagrama del Diodo

Representación Gráfica del Diodo Indicando Anodo y Catodo.

5)- Diagrama del Diodo en Polarización Directa e Inversa

Representación Gráfica del Diodo conectado en Directa y en Inversa, indicando las Polaridades correspondientes del Diodo y de la Fuente

6)- Circuito a Utilizar en el Desarrollo del Práctico

Procedimientos a seguir en la Práctica

7a- Determinar Anodo y Cátodo de los Diodos empleados, mediante tester Digital y Analógico.

7b- Armar el Circuito indicado en el punto 6), aplicar entre Anodo y Cátodo en polarización Directa un (1) Volt de CC y medir la Intensidad de Corriente del diodo, anotando los resultados en la Tabla 8a.

7c- Invertir el Diodo y llevar la Tension a 1,5 Volt, medir la Corriente que circula y anotar en la Tabla 8a.

7d- Haciendo uso de la Ley de Ohm calcular la Resistencia del Diodo en Directa en Inversa.

7e- Invertir el Diodo nuevamente a los efectos de tener polarización Directa, ajustar la Fuente Vaa para que la tensón en los terminales del Diodo sea Cero Volt. Medir y anotar en la Tabla 8b la corriente, si existe, Aumentar al tensión en forma lenta entre los terminales del Diodo hasta llegar al valor en que empieza a conducir, anotando el valor de Tensión y de Corriente en la Tabla 8b. Para cada uno de los casos calcular y anotar la Resistencia Directa del Diodo en la misma tabla.

7f- Desconectar la fuente e invertir el Diodo, bajar la Tensión de la Fuente hasta cero Volt y medir la Corriente, si existe, anotar su valor en la tabla 8c. Variar la Tensión Vab en pasos de 5 Volt y en cada oportunidad verificar si existe corriente, en caso afirmativoanotar ese valor en la Tabla 8c, en cada medición calcular y anotar la Resistencia Inversa del Diodo.

8)- Gráficos a Trazar

I= f(v) Para Directa e Inversa.

R= f (v) Para Directa e Inversa.

I=f (v) a mayor escala

9)- Tablas

Conclusiones

Aqui deben constar las conclusiones obtenidas por el Grupo de alumnos despues de haber desarrollado y analizado el Tranbajo Práctico, con la fundamentación teórica correspondiente.-

Preguntas

11a- Existe Zona Lineal en la Polarización del Diodo. En caso afirmativo donde esta Ubicada. Justificar.

11b- Que ocurre con la Resistencia en Corriente Continua en la Zona Lineal.

11c- Cuando Conduce el Diodo. Justificar.

11d- Existen Limites en la Polarización del Diodo. Justificar.

TRABAJO PRACTICO Nº2

TEMA:

Conocimiento del Diodo Zener

1)- Finalidades.

1a- Determinación de los efectos de la Polarización Directa e Inversa.

1b- Determinación de la Resistencia del Diodo Zener en Polarización Directa e Inversa.

1c- Determinación de las Características Volt – Amper de un Diodo en polarización Di – recta e Inversa V = f (I).

1d- Obtención de las Curvas R= f (v) en ambas polarizaciones.

1e- Verificar el funcionamiento de un Diodo Zener como Regulador de Tensión.

1f- Verificar el funcionamiento de un Diodo Zener como Limitador de Tensión Continua

1g- Verificar el funcionamiento de Diodos Zener conectados en Serie y Oposición.

1h- Verificar el funcionamiento de un Diodo Zener como Limitador de Tensión Alterna.

1y- Verificar el funcionamiento de un Diodo Zener como Elemento Protector de Sobre- tensiones.

2)- Materiales Empleados en la Práctica.

Fuentes:

Amperímetros:

Voltímetros:

Multímetros:

Resistencias:

Diodos:

Osciloscopio:

3)- Información Preliminar.

Los diodos Zener son diodos de Silicio cuya curva Característica es similar a la de los Diodos Rectificadores. Se distinguen por las Tensiones transitorias relativamente reducidas en el Margen de Bloqueo (Tensión de Zener). Al superar esta tensión, la Corriente aumenta rápidamente en el sentido inverso. Mientras que en los Diodos Rectificadores se trata de evitar bajo todo punto de vista la mencionada corriente, en los diodos Zener esta se aprovecha en sentido inverso. A los efectos de evitar sobrecargas, siempre se conectara en serie con el Diodo Zener una resistencia limitadora cuyo valor podría calcularse como:

Rv = Userv. – Uz/ Iz + Ic

Userv = Tensión de Servicio Uz = Tensión de Zener

Iz = Corriente media de Zener Admisible Ic = Corriente que circula por la Carga

El fuerte aumento de la Corriente en el Margen de Bloqueo del Diodo Zener permite usarlo como Limitador de Tensión, para lo cual por lo general se conecta en Serie con el una Resistencia, en la que cae la diferencia entre la Tensión de Salida y la Tensión de Entrada. La limitada Tensión de salida es lo que se da en llamar Tensión de Zener y depende del Zener en si.

Es de tener en consideración que los Diodos Zener pueden ser conectados en SERIE y en OPOSICION, consiguiendo en el primer caso que se sumen las tensiones de Zener.

Mientras que la Tensión sobre el Diodo Zener sea Menor que la Tensión de Zener, no circulará Corriente de Zener, apareciendo la misma solo a partir del momento en que la Tensión aplicada alcanza o supera a aquella. Esta característica puede ser utilizada para efectos de protección contra sobretensiones, para lo cual se conectan Diodos Zener en contraposición con el fin de evitar efectos Rectificadores y obteniendo así LIMITACION de Tensión independientemente de la POLARIDAD.

Los Diodos Zener no solo estabilizan las Oscilaciones de Larga duración, sino tambien las de Corta Duración como por ejemplo las que surgen del proceso de Rectificación de una Tensión Alterna.

4)- Diagrama del Diodo

Representación Gráfica del Diodo Indicando Anodo y Cátodo.

5)- Circuitos a Utilizar en el Desarrollo del Práctico.

6)- Procedimientos a seguir en la Práctica.

6a- Armar el Circuito indicado en el punto 5a, con "S" y Vaa = 0 V, cerrar "S" y medir la Corriente, si existe, anotando los resultados en 8a.

6b- Ajustar Vaa para que Vab sea de 1 Volt, medir la Corriente que circula y anotar en la Tabla 8a.

6c- Aumentar la Vaa aumentando la Vab en pasos de 0,5 Volt, midiendo en cada oportunidad la corriente circulante y anotándola en 8a, realizar este procedimiento hasta llegar a 15 Volt.Haciendo uso de la Ley de Ohm calcular la Resistencia del Diodo en Directa, Trasladando ese valor a la tabla 8a.

6d- Desconectar la Fuente de Alimentación, invertir el Diodo y reconectar la Fuente verificando previamente que exista 0 Volt entre sus terminales y medir la Corriente, si existe, anotando su valor en 8b.

6e- Ajustar la Vab en pasos de 0,1 Volt y en cada caso anotar la Corriente en 8b, calculando por Ley de Ohm la Resistencia del Zener y anotando su valor en 8b.

6f- Armar el Circuito de la Figura 5b con "S" abierto, llevar la tensión Vaa a 10 cerrar "S", aumentar lentamente la Tensión Vaa hasta que la Corriente del Zener este en el Orden de los 10 mA, medir en ese caso la Tensión Vaa y Vab, anotar los resultados en 8c. Medir las Corrientes (It) e (Ir) y anotar 8c. Determinar y anotar los márgenes Mínimos y Máximos en que variando Vaa, Vab permanece constante.

6i- Armar el Circuito de la Figura 5c y aplicar una Tensión Continua, variando la misma entre 0 V y 15 V en pasos de 1 Volt.En cada caso medir la tensión de salida trasladando ambos valores a la tabla 8d construyendo el Grafico Us = f (Ue).

6j- Armar el Circuito de la Figura 5d y aplicar una Tensión Continua, variando la misma entre 0 V y 15 V en pasos de 1 Volt. En cada caso medir la tensión de sa- lida y la Corriente por el Zener trasladando todos los valores a la tabla 8e y representando Iz = f (Ue).

6k- Armar el Circuito de la Figura 5e y aplicar una Tensión Continua de 15 V.Medir sistencia Variable, variar la misma para obtener a la Salida Corrientes de 0 a10mA trasladando todos los valores medidos en cada caso a la tabla 8f y representando Iz = f (Ic).

6l- Armar el Circuito Básico de la Figura 5f, y alimentarlo con una Tensión de 20V. Conectar distintas combinaciones de Diodos Zener en Oposición y en Seri. Regular la tensión de Alimentación en distintos valores y en cada oportunidad, trasladar los valores de Ue y Us medidos a la tabla 8g.

6m- Armar el Circuito de la Figura 5g y aplicar una Tensión Continua, variando la misma entre 0 V y 15 V en pasos de 1 Volt. En cada caso medir la tensión de salida y la Tensión de Entrada trasladando todos los valores a la tabla 8h. A continuación, cambiar la polaridad de la Tensión de entrada y repetir el procedimiento trasladando los valores a la Tabla 8i. Los valores que constan en 8h y 8i trasladarlos al grafico Us = f (Ue), mostrando de esta forma la dependencia existente entre la Tensión de Salida y la Tensión de Entrada.

7)- Gráficos a Trazar.

I= f(v) Para Directa e Inversa.

R= f (v) Para Directa e Inversa.

I=f (v) en la Región de ZENER a mayor escala.

Us = f (Ue)

Iz = f (Ue)

Iz = f (Ic)

8)- Tablas

Conclusiones

Aquí deben constar las conclusiones obtenidas por el Grupo de alumnos después de haber desarrollado y analizado el Tranbajo Práctico, con la fundamentación teórica correspondiente.-

Preguntas

10a- Que diferencias existen entre la Polarización de un Diodo Zener y uno Normal

10b- Que porción de la Curva Característica del Diodo Zener es más útil para la regulación de tensión. Por que.

10c- Que ventajas acarrea conectar un Zener en paralelo con la Carga. Por que.

10d- Que regula el Zener. Justificar.

10e- Cual es el Valor Normal de la Tensión de Zener. Justificar.

10f- Cual seria el Valor Máximo de la Corriente de Zener. Justificar.

10g- Cual es el valor de la Tensión de Codo del Zener. Justificar.

10h- Cuando es Constante la Tensión de Salida del Zener. Justificar.

10i- El efecto LIMITADOR del Zener se mantinene incluso Bajo Carga. Por que.

10j- En la última experiencia de que tamaño es la Tensión de ondulación sobre el Condensador de Carga. Justificar.

10k- En la última experiencia de que tamaño es la Tensión de ondulación sobre el Diodo. Justificar

10l- Defina Factor de Nivelación (G). Determínelo para la última experiencia.

10m- Defina Factor Relativo de Estabilización. Determínelo para la última experiencia.

APARTADO TRABAJO PRÁCTICO Nº 2

1)- Finalidad: Observar los efectos del Diodo Zener como Estabilizador de Tensión

2) Materiales Utilizados

3)- Circuito a emplear

4)- Calculos a desarrollar por el alumno para obtener un REGULADOR de tensión a 10 V

5)- Procedimientos

5a- Conectar el Circuito de 4) y anotar los valores de It, Iz, Ir, Vaa, Vab en Tabla 7

5b- Cambiar la R de carga por distintos valores y repetir el paso anterior.-

6)- Graficos:

Vab = f (Rc) y Vab = f (Rc) a mayor escala

7)- Tablas

Autor:

Pablo Turmero