Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Encuentra los documentos específicos para los exámenes de tu universidad
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Ebooks gratuitos
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
Asignatura: Electricitat i electrònica, Profesor: , Carrera: Enginyeria Informàtica, Universidad: UAB
Tipo: Apuntes
1 / 21
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
Si es munta un díode amb una font de tensió:
i es mesura el corrent que passa en funció del potencial que li apliquem, obtenim una corba del tipus:
És a dir, per a polarització directa el díode pràcticament no condueix fins
que s’arriba a un potencial mínim Vγ , que és d’uns 0,6 ó 0,7 V en silici, a partir del qual passa molt corrent.
Vγ ≈ VB ≈ 0,6 – 0,7 V en Si
I (^) s ≈ 10 -9^ – 10 -12^ A
Per a polarització inversa no passa corrent (passa un corrent més petit de 10 -9^ A (nA), que és zero als efectes pràctics).
Aquesta corba es representa matemàticament pel la següent equació:
v
V
que és l’equació del díode, on
temperatura ambient.
− vT
V
del díode queda:
que és un valor constant i petit.
V
del díode queda:
v T
V
de manera que el corrent creix exponencialment amb el potencial.
Aquest model és com l’anterior però té en compte que el díode no comença a conduir per a un potencial positiu a partir de 0 V sinó que
condueix a partir d’un potencial Vγ.
Tenim que:
Això es representa com:
En un circuit, cal fer la substitució:
Vγ
V < Vγ
V = Vγ
Vγ
Polaritzar el díode és fer-lo treballar a uns valors de voltatge i corrent determinats.
Per a veure d’una manera ràpida quins valors de I, V té un díode, es pot fer servir el model interruptor amb desplaçament de tensió.
Tenim:
En aquest circuit:
v *^ = Vγ = 0.6 V
γ
Per tant es pot suposar que aproximadament el voltatge a un díode que condueix és de 0,6 ó 0,7 V, i calcular el corrent tenint en compte això.
Nota:
En aquesta darrera fórmula veiem que el corrent que passa pel díode el limita la resistència R que posem en sèrie.
R
si E > Vγ = 0,6 V
R
Vγ V*
A la resta del capítol estudiarem una sèrie de circuits que utilitzen díodes.
Per a resoldre els circuits que contenen díodes sempre s’ha de fer el mateix: veure per a quins valors de les fonts els díodes condueixen o no condueixen, i resoldre els circuits que resulten de suposar que cada díode condueix o no condueix.
Els circuits retalladors donen a la sortida un senyal que és bàsicament igual al de l’entrada però amb certs valors de tensions retallats.
Es tracta del següent circuit:
Apliquem una entrada sinusoïdal:
v (^) i = Vm sin(ωt)
on sabem que ω = 2π f, i “f” és la freqüència d’oslil·lació en Hz.
La font de tensió d’entrada tindrà doncs valors positius i negatius, que aniran variant amb el temps. Depenent del valor que tingui, el díode conduirà o no. Per representar el díode farem servir el model amb desplaçament de tensió.
Haurem de tractar els dos casos separadament.
RL
v (^) i v (^) O
a) Per a v (^) i < V γ , el díode no condueix corrent, perquè no té el potencial en sentit directe mínim necessari per a conduir-ne. Per tant és equivalent a un circuit obert. El circuit queda:
b) Si v (^) i > V γ , el díode condueix. Llavors el substituïm pel corresponent model, és a dir, una font de tensió i una resistència:
El corrent en aquest circuit és:
L
m
L
i R
V t V
R
v V I
=
sin( )
i el potencial de sortida serà: v (^) O = RL · I, és a dir:
RL
Rs
vi
V (^) γ
I (^) RL v (^) O
Rs
vi
V (^) γ
I (^) RL v (^) O
Rs
vi
V (^) γ
I (^) v (^) O
RL
v (^) i v (^) O = 0
Si en lloc de retallar mitja ona d’entrada volem retallar els voltatges per sobre de un valor donat V (^) R, podem fer servir el següent circuit:
Cal tractar separadament els dos casos en que el díode condueix i no condueix.
a) El díode no condueix si v (^) i < V γ + VR. En aquest cas el circuit queda:
R
VR
v (^) i v (^) O
R
VR
v (^) i
v (^) O = v (^) i
b) El díode condueix si vi > V γ + VR. En aquest cas, al substituir el díode pel seu model, el circuit queda: R
VR
Rs
v (^) i (^) v O vγ
I
R
VR
Rs
v (^) i (^) v O vγ
I
R
VR
Rs
v (^) i (^) v O vγ
I
El corrent que passa pel circuit és:
i llavors el potencial de sortida resulta:
v (^) o = VR + V γ = VR + V γ
La funció v (^) O (v (^) i) es pot representar gràficament:
v (^) O
VR +Vγ v^ i
VR +Vγ
v (^) O = vi
v (^) O = vi R (^) s/(R+R (^) s) +... V 0 = VR +Vγ
v (^) O
VR +Vγ v^ i
VR +Vγ
v (^) O = vi
v (^) O = vi R (^) s/(R+R (^) s) +... V 0 = VR +Vγ
Com ja hem dit aquest potencial té les següents característiques: és un potencial sinusoïdal amb el temps:
v(t) = Vm sin(ωt)
amb una amplitud Vm = 220 · √ 2 V
i una freqüència angular ω = 2π f, on f = 50 Hz és la freqüència
i un període T = 1/f = 1/50 = 0,02 s = 20 ms
La sortida de la font d’alimentació ha de ser un potencial continu, que podrà ser constant o no:
v
t
Un element habitual en les fonts d’alimentació és el transformador : es tracta de dues inductàncies acoblades, que divideixen per un cert factor N una tensió alterna:
Estudiarem a continuació els principals circuits rectificadors.
v (^1)
t
v (^2)
t
La sortida total del circuit és:
Ara el senyal només té valors positius, de manera que el seu valor mitjà no és zero. Això és una característica d’un potencial continu (rectificat).
v (^) O
v (^) i v^ O^ Vγ
T t
El següent circuit fa una rectificació d’ona completa:
D3 D
D1 D
220 ~
RL v^ O
v (^) i 0
0
D3 D
D1 D
220 ~
RL v^ O
v (^) i 0
0
D3 D
D1 D
220 ~
RL v^ O
v (^) i 0
0
En aquest cas l’entrada es fa pel transformador situat entre dos dels díodes, i la sortida es mesura a una resistència situada entre els altres dos.
Quan l’entrada té un valor positiu, els díodes D1 i D4 queden en directa, mentre que els D2 i D3 queden en inversa:
D3 D
D1 D
220 ~
RL
0
0
0
D3 D
D1 D
220 ~
RL
0
0
0
D3 D
D1 D
220 ~
RL
0
0
0
El filtrat d’un senyal rectificat consisteix en atenuar les seves oscil·lacions, per tal d’obtenir un senyal aproximadament constant.
El filtrat es fa mitjançant un condensador. Els darrers circuits que veurem en aquest capítol són exemples de circuits amb díode i condensador.
Com a exemple de filtrat farem servir el circuit rectificador de mitja ona. Per a obtenir el circuit filtrat li afegim un condensador en paral·lel amb la resistència:
El circuit funciona de manera que el condensador es carrega ràpidament a través del díode quan condueix, i es descarrega a poc a poc a través de la resistència quan el díode no condueix.
Mentre el potencial d’entrada puja de zero fins al seu valor màxim V (^) max, el díode condueix, i el circuit queda:
Vi
C (^) RL v^ O
Vi --> V (^) max C^ RL
i (^) C
Vmax
En aquestes condicions, el condensador es carrega fins a un potencial Vmax seguint al potencial de la font, perquè ho fa a través del díode que té una resistència molt petita.
Quan el potencial de la font baixa per sota de V (^) max, que és al potencial al que queda el condensador, el díode passa a estar en inversa i deixa de conduir. El circuit queda:
i ara el condensador es descarrega lentament, perquè el corrent ha de passar per la resistència R (^) L, i llavors:
L
d
on, com que RL és gran, id resulta petit. Si C es descarrega lentament vol dir que el seu potencial disminueix lentament, és a dir, es manté aproximadament constant i igual a Vmax. El potencial al condensador és el mateix que el de sortida, per tant la sortida es manté aproximadament constant.
Els potencials queden doncs com es representen a la figura següent.
Vi < V (^) max C
RL
i (^) d << ic
Vmax
