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Laboratorio de electrónica 4, Apuntes de Electrónica

Laboratorio de electrónica servicios: lavar automóviles o cortar el césped. En el transcurso de una hora Larry puede cortar el césped de una casa o lavar un automóvil. En el mismo lapso Moe puede cortar el césped de una casa o lavar dos automóviles. Curly

Tipo: Apuntes

2019/2020

Subido el 01/08/2020

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APLICACIONES CON DIODOS
Luigi Esteban López Buitrago
Facultad de Ingeniería
Programa de Ingeniería Electrónica extensión Tunja
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
Tunja, Boyacá - Colombia
Angie Ximena Ramos Vargas
Facultad de Ingeniería
Programa de Ingeniería Electrónica extensión Tunja
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
Tunja, Boyacá - Colombia
Resumen En el presente laboratorio se realizaron 10
montajes los cuales son: recortadores de voltaje,
cambiadores de nivel y multiplicadores de voltaje, usando
diodos, transformadores para poder generar una señal
senoidal, unos condensadores para rectificar la señal, y
voltajes DC; en estos montajes se observo el
comportamiento del voltaje de salida como de entrada
(DC, pico a pico, RMS) para observar el proceso que
realizaron los diodos utilizados en cada uno de los
montajes.
Palabras Claves: diodo, circuito recortador, cambiador
de nivel, multiplicador de voltaje, voltaje DC, pico y RMS.
Abstract- In the present laboratory, 10 assemblies were
made whit are: voltaje trimmers, level changers and
voltaje multipliers, using diodes, Transformers to
generate a sinuidal signal, capacitors to rectify the signal,
and DC voltages; In these assamblies, the behavior of the
output voltaje was observed as input (DC, peak to peak,
RMS) to observe the process performed by the diodes used
in each of the assemblies.
Keywords: diode, trimmer circuit, level changer, voltage
multiplier, DC voltage, peak and RMS.
I .INTRODUCCIÓN
En esta práctica se quiere comprender el comportamiento y
funcionamiento de los circuitos recortadores, los cuales
pueden ser tanto en serie como en paralelo, en ellos vamos
a analizar su onda de salida con respecto a la onda de
entrada teniendo en cuenta el voltaje pico a pico, voltaje
RMS y su voltaje máximo, determinando tanto de manera
teórica como experimentalmente; cambiadores de nivel***
y multiplicadores de voltajes, el cual es el ultimo montaje
en donde teniendo en cuenta sus componentes se realizó el
análisis teórico y con el cual se pudo determinar de manera
más concisa las medidas prácticas.
II. OBJETIVOS
1. Afianzar los conocimientos adquiridos acerca del
funcionamiento del diodo.
2. Realizar la implementación y comprender el
funcionamiento de diversos circuitos recortadores,
cambiadores de nivel y multiplicadores de tensión.
3. Identificar y obtener los parámetros de rendimiento de
diferentes configuraciones de recortadores y cambiadores
de nivel.
III. MARCO TEÓRICO
CIRCUITOS RECORTADORES DE ONDA
Se encargan de recortar una porción de una señal alternamente o
de limitar el valor máximo que puede tomar una señal de
referencia o bien una señal de control, en cuyo caso son también
reconocidos como circuitos limitadores.
Estos tipos de circuitos utilizan dispositivos de una o mas
uniones PN como elementos de conmutación. Se diseñan con el
objetivo de recortar o eliminar una parte de la señal que se le
introduce en sus terminales de entrada y permita que pase el
resto de la forma de onda sin distorsión o con la menor
distorsión posible. Para realizar esta función de recortar, los
recortadores hacen uso de la variación busca que experimenta la
impedancia entre los terminales de los diodos y transistores al
pasar de un estado a otro, de ahí que sean los elementos básicos
en dichos circuitos.
Recortador de onda en serie
Consideramos al circuito de la figura 1, resulta evidente que en
valores de voltaje de entrada mayores que (VR-V), el diodo esta
polarizado a la inversa, por lo tanto, no permite que la señal a la
entrada pase a la salida, es decir, recorta la señal de entrada al
valor (VR-V). los voltajes VR y V se restan por que VR esta
conectado con el terminal positivo hacia el ánodo, o sea,
favoreciendo la conducción. En valores a la entrada menores que
(VR-V) el diodo conduce y a la salida se obtendrá la misma
señal que a la entrada.
Figura 1.
Recortador de onda en paralelo
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APLICACIONES CON DIODOS

Luigi Esteban López Buitrago Facultad de Ingeniería Programa de Ingeniería Electrónica extensión Tunja Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia Tunja, Boyacá - Colombia [email protected] Angie Ximena Ramos Vargas Facultad de Ingeniería Programa de Ingeniería Electrónica extensión Tunja Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia Tunja, Boyacá - Colombia [email protected] Resumen En el presente laboratorio se realizaron 10 montajes los cuales son: recortadores de voltaje, cambiadores de nivel y multiplicadores de voltaje, usando diodos, transformadores para poder generar una señal senoidal, unos condensadores para rectificar la señal, y voltajes DC; en estos montajes se observo el comportamiento del voltaje de salida como de entrada (DC, pico a pico, RMS) para observar el proceso que realizaron los diodos utilizados en cada uno de los montajes. Palabras Claves : diodo, circuito recortador, cambiador de nivel, multiplicador de voltaje, voltaje DC, pico y RMS. Abstract- In the present laboratory, 10 assemblies were made whit are: voltaje trimmers, level changers and voltaje multipliers, using diodes, Transformers to generate a sinuidal signal, capacitors to rectify the signal, and DC voltages; In these assamblies, the behavior of the output voltaje was observed as input (DC, peak to peak, RMS) to observe the process performed by the diodes used in each of the assemblies. Keywords: diode, trimmer circuit, level changer, voltage multiplier, DC voltage, peak and RMS. I .INTRODUCCIÓN En esta práctica se quiere comprender el comportamiento y funcionamiento de los circuitos recortadores, los cuales pueden ser tanto en serie como en paralelo, en ellos vamos a analizar su onda de salida con respecto a la onda de entrada teniendo en cuenta el voltaje pico a pico, voltaje RMS y su voltaje máximo, determinando tanto de manera teórica como experimentalmente; cambiadores de nivel*** y multiplicadores de voltajes, el cual es el ultimo montaje en donde teniendo en cuenta sus componentes se realizó el análisis teórico y con el cual se pudo determinar de manera más concisa las medidas prácticas. II. OBJETIVOS

1. Afianzar los conocimientos adquiridos acerca del funcionamiento del diodo. 2. Realizar la implementación y comprender el funcionamiento de diversos circuitos recortadores, cambiadores de nivel y multiplicadores de tensión. 3. Identificar y obtener los parámetros de rendimiento de diferentes configuraciones de recortadores y cambiadores de nivel. III. MARCO TEÓRICO CIRCUITOS RECORTADORES DE ONDA Se encargan de recortar una porción de una señal alternamente o de limitar el valor máximo que puede tomar una señal de referencia o bien una señal de control, en cuyo caso son también reconocidos como circuitos limitadores. Estos tipos de circuitos utilizan dispositivos de una o mas uniones PN como elementos de conmutación. Se diseñan con el objetivo de recortar o eliminar una parte de la señal que se le introduce en sus terminales de entrada y permita que pase el resto de la forma de onda sin distorsión o con la menor distorsión posible. Para realizar esta función de recortar, los recortadores hacen uso de la variación busca que experimenta la impedancia entre los terminales de los diodos y transistores al pasar de un estado a otro, de ahí que sean los elementos básicos en dichos circuitos. Recortador de onda en serie Consideramos al circuito de la figura 1, resulta evidente que en valores de voltaje de entrada mayores que (VR-V), el diodo esta polarizado a la inversa, por lo tanto, no permite que la señal a la entrada pase a la salida, es decir, recorta la señal de entrada al valor (VR-V). los voltajes VR y V se restan por que VR esta conectado con el terminal positivo hacia el ánodo, o sea, favoreciendo la conducción. En valores a la entrada menores que (VR-V) el diodo conduce y a la salida se obtendrá la misma señal que a la entrada. Figura 1. Recortador de onda en paralelo

En la figura A se muestra el circuito y la forma de onda obtenida a la salida del mismo. Como se observa la señal de entrada es una señal senoidal y el circuito cuenta con una resistencia, un diodo en serie con una fuente polarizado en inversa y una R de carga. Cuando el voltaje de la fuente se hace mayor que la suma del voltaje de la fuente y e voltaje umbral de conducción del diodo, el diodo se polariza en directa y obtenemos la forma de onda mostrada. Figura A. Si invertimos el sentido del diodo como se muestra en la figura B, podemos obtener formas de ondas como la mostrada en la figura B este tipo de circuito se le llama recortador por debajo: Figura B. MULTIPLICADORES DE VOLTAJE Es un tipo de circuito rectificador de diodos que puede producir un voltaje de salida muchas veces mayor que el voltaje de entrada aplicado. El multiplicador de voltaje es un tipo especial de circuito de diodo rectificador que potencialmente puede producir un voltaje de salida muchas veces mayor que el voltaje de entrada aplicado. Un enfoque alternativo, para cuando no hay un transformador de voltaje disponible, es usar un circuito multiplicador de voltaje de diodo que aumente o “incremente” el voltaje sin el uso de un transformador. Generalmente, el voltaje de salida de CC (Vdc) de un circuito rectificador esta limitado por el valor pico de su voltaje senoidal. Pero al usar combinaciones de diodos rectificadores y condensadores juntos, podemos multiplicar efectivamente este voltaje de pico de entrada para dar una salida de CC igual a algún valor para i impar del valor de voltaje pico del voltaje de entrada CA. Considere el circuito multiplicador de voltaje básico a continuación. CAMBIADORES DE NIVEL

Un cambiador de nivel DC, puede ser usado para acoplar

sin necesidad de usar capacitores (si el amplificador

operacional esta operando hasta DC), esto es necesario

para cambiar el voltaje de reposo de una etapa antes de

aplicar la salida a la etapa siguienye. El cambio de nivel

tambien se requiere para que la salida sea cercana a cero en

el estado de reposo (sin señal de entrada). La resistencia de

entrada de la etapa cambiadora de nivel podria ser elevada

para evitar cargar la etapa de ganancia anterior.

Similarmente es deseable que la resistencia de salida sea

baja para impulsar efectivamente una etapa de salida.

VOLTAJE PICO

Se denomina valor de pico de una corriente periódica a la amplitud o valor máximo de la misma. Para corriente alterna también se tiene el valor de pico a pico, que es la diferencia entre su pico máximo positivo y su pico negativo. Si se tiene un voltaje RMS y se desea encontrar el valor pico del voltaje se utiliza la siguiente formula: V (^) ρ = v (^) RMS 0, IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Y DESARROLLO DE LA PRÁCTICA V. RESULTADOS Tablas y gráficos