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Diodo Zener Karen

Jul 05, 2018

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  • 8/16/2019 Diodo Zener Karen

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    Ingeniería Mecatrnic

    UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIALFACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

    INGENIERÍA MECATRÓNICA 4-TD

     ELECTRÓNICA Y LABORATORIO

    LABORATORIO #2 

    Tema: DIODOS ZENER 

    PROFESOR: ING. MENDEZ GARCIA ARMANDO

     ESTUDIANTE: KAREN ESTEFANIA AYALA FARFAN 

     MARZO-AGOSTO/ 2016 

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    www.ute.edu.ec

      Misión VisiónFormar con excelencia y liderazgo, profesionales Ser una universidad de trascendencia

    íntegros, comprometidos con el desarrollo de la académica en América Latinaciencia y la sociedad.

    2

     

    1. INTRODUCCIÓN

    El diodo Zener puede usarse en aplicaciones de regulación de voltaje, tal y como se

    ilustra en el circuito de la Figura 1. Esto es posible gracias a que su voltaje de ruptura es

    casi constante sobre un amplio intervalo de corrientes de polarización inversa.

    En la figura anterior se observa que la corriente de carga iL varia conforme cambia el valor 

    de la resistencia de carga RL. Para que este circuito opere como regulador del voltaje VL, serequiere que el diseo del mismo contemple al diodo operando en su región zener. En este

     punto, el voltaje en las terminales del diodo se mantiene casi constante en un valor VZ .

    !unque en la Figura 1 no sea visible, se considera que el valor de la fuente de voltaje

    tambi"n var#a dentro del siguiente intervalo $min% $ma&% V S V S   ' 'V S . El objetivo principal durante el diseo de este tipo de circuitos es el de seleccionar un valor adecuado

    de resistencia  Ri que permita al diodo mantener un voltaje de salida casi constante, aun y

    cuando var#en, tanto el voltaje de entrada VS , como la resistencia de carga (). Estaresistencia Ri limita la corriente a trav"s del diodo Zener y recibe el voltaje e&cedente entre

    VS y VZ .

    *na vez seleccionado el valor de la resistencia  Ri es importante considerar la potenciam+&ima que esta disipar+ cuando por ella circule la corriente m+&ima considerada en el

    diseo. Por otro lado, el diodo Zener que se seleccione, debe satisfacer el voltaje de

    regulación del diseo, y adem+s debe soportar los cambios en las corrientes de polarización

    inversas que se presenten al variar la resistencia de carga o el voltaje de la fuente VS . Paraello, se debe considerar la potencia m+&ima que soportar+ el dispositivo semiconductor. Por 

    lo tanto, se recomienda estudiar detenidamente las ojas de especificaciones que

     proporcionan los fabricantes del diodo Zener seleccionado para determinar los par+metrosde funcionamiento m+s importantes y las limitaciones del dispositivo.

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    2. .GUÍAS DE PRÁCTICAS ACADÉMICAS

    Guí N! 2

    DIODOS

    1. OBJETIVOS L!"#$F#%'"()&*)#

    N%!"#$

    •  -ue el alumno estudie las propiedades y comportamientos del diodo

    zener.

     -ue el alumno implemente un circuito regulador de tensión.

    2. CONCEPTOS

    R+,*,&+)*# ++"En el circuito regulador Zener mostrado en la Figura 1 se consideró al diodo Zener como ideal. Es decir,

    que "ste mantiene un voltaje constante en la región de ruptura. En la pr+ctica, sin embargo, este voltaje /Z

    no es constante ya que es una función de la corriente que circula por el dispositivo. Por lo que, un modelo

     practico del diodo Zener, debe considerar su resistencia interna rz, tal y como se ilustra en la Figura 0. En

    esta figura, el modelo del diodo Zener incluye un diodo Zener ideal con voltaje Zener nominal /Z

    nominal y una resistencia en serie rz.,

    C/+,&*#"* '"+0*1. C/(% +, %# '&+)*# (3*# /+ $*,*'# +% $*$ 5++" 6P$78

    )a potencia m+&ima que puede resistir el diodo zener es de 1 .

    2. C/(% +, +% 0%+ $+ "/'&/"# $+% 5++" 6 ,*'%++&+ +% 0%+ $+ 5++"78El voltaje de zener es de 10/.

    . C,*$+"#$ +% '/+&+ $+ $*$, ) )#'#)*&" /+ *'%++&; + +% '"()&*)# '#,#$#C/(&

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    1. )a potencia que el zener disipa es dato conocido as# como su voltaje de inversa. 5alcule entonces la

    corriente m+&ima que puede circular por el zener mediante la fórmula de la potencia.

     Iz= Pd

    Vz

     Iz=1w

    12v

     Iz=

    0,083  A 

    6. 5onsidere que el puente de diodos entrega un voltaje de directa ó /e. ! su vez, el voltaje del zener 

    $/z% ya se conoce. 5alcule entonces la ca#da de tensión en la resistencia.

    Vr=Ve−Vz

    Vr=27−12

    V r=15V 

    6. 7a se conoce la corriente que debe circular por la resistencia as# como la ca#da de tensión en la misma.

    5alcule entonces el valor de la resistencia mediante la ley de 8m.

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    !

     

     R= Vr

    0,083

     R=15

    0,083

     R=180,722Ω

    Emplee una resistencia de un valor inmediato superior al calculado por *4.

    4. ACTIVIDADES

    •  )a curva caracter#stica del diodo zener en polarización inversa.

     

    El regulador de tensión.

    .1 MATERIALES

    • 9 8sciloscopio

    • 9 :ult#metro

    • 9 0 generadores de funciones

    • 9 !nalizador de espectros

    • 9 Fuente de poder dual

    • 9 !daptadores ;

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    #xperimento $. La curva característica del diodo zener en polarizaci%n inversa.

    $. Arme el circuito de la &gura 2.2. 'aríe el volta(e de la fuente seg)n indica ta*la $.3. +egistre los valores de volta(e y corriente en la ta*la $. +eporte la ta*la.. enere y reporte la gr-&ca de corriente contra volta(e de zener.

    T#=%#1. C/"0# )#"#)&+">,&*)# $+%$*$ 5++" '%#"*5#)*; +

    *0+",#.V< ?0@ I ?A@ V5 ?V@1 ? 1,?62 ? 0,?B ? 6,?34 ? 3,?6 ? C,?6 ? D,?B ? @,?3 ? B,?@ ? 2,?B1 ? 1?,?@11 ? 11,?212 B 11,@11 00 10,?014 6D 10,32

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    1 C? 10,@C

    /

    $/

    2/

    3/

    /

    !/

    "/

    curva caracteristica del diodo zener

    Vz

    I(mA)

    #xperimento 2. #l regulador de tensi%n

    0 Arme el circuito de la &gura 3.0 #l transformador, el puente de diodos y capacitor ya fueron implementados

    en la pr-ctica pasada.0 Agregue la resistencia 1ue se calcul% en el cuestionario previo y agregue el

    zener0 onecte el circuito al osciloscopio y al multímetro tal como indica la &gura 3.0 +eporte el oscilograma y el volta(e del multímetro.0 o1ue el diodo zener con el dedo y reporte si est- caliente o frio.

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    5ota6

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    #l circuito regulador con resistencia y diodo es la forma m-s *-sica eine&ciente de regulaci%n de volta(e. #l diodo zener, al avanzar el tiempo disipa

    una gran cantidad de energía y 1ue no ser- transmitida al circuito 1ue se

    polarice con esta fuente.

    . INVESTIGACIÓN

    ;usque el dataseet del diodo zener 1

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    4.1 ACTIVIDAD EPLORATORIA

    • nvestigue el funcionamiento de 4iodo Zener 1

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    $$

     

    Podemos decir que un rectificador de onda completa es un circuito capaz de proporcionar corriente a la

    carga durante los semiciclos positivos y negativos de la tensión alterna de entrada.

    (E5GF5!48( 4E 8

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    40 y 46 (ectificando durante los semiciclos positivos

    :ientras que los diodos 41 y 43 lo acen durante los semiciclos negativos.

    41 y 43 (ectificando durante los semiciclos negativos

    4.2 PREGUNTAS DE REFLEION

    • 89*tenga el valor mínimo de resistencia de carga par 1ue el regulador funcione

    correctamente: #xpli1ue.

    En mucas circunstancias la tensión aplicada a una carga puede sufrir variaciones indeseables que alteren

    el funcionamiento normal de la misma. Estas variaciones generalmente vienen provocadas porA

    = *na variación de la resistencia de carga, que lleva emparejada una variación de la intensidad de carga.

    = /ariaciones de la propia fuente de alimentación.

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    = Por ambas causas.i elegimos un diodo zener de tensión nominal igual a la que es necesaria aplicar a la carga y somos

    capaces de acerlo funcionar en su región de trabajo, conseguiremos una tensión sin apenas variaciones.

    #s importante conocer el intervalo de variaci%n de la tensi%n de entrada ;'AA< y de

    la corriente de carga ;=L< para dise>ar el circuito regulador de manera apropiada. La

    resistencia + de*e ser escogida de tal forma 1ue el diodo permanezca en el modo de

    tensi%n constante so*re el intervalo completo de variables.

    . CONCLUSIONES H RECOMENDACIONES:• Escriba las conclusiones y recomendaciones, acerca del procedimiento que usted realizó, y basado en

    el cumplimiento de objetivos.

    • 5onclusiones

    =Hracias a la pr+ctica pudimos evidenciar que el voltaje del zener no sobrepasara los 16 voltios,

    este voltaje alcanzara como m+&imo una magnitud en el rango de 10=16/ as# se est" alimentando

     por medio de la fuente un valor mayor a este.

      =!l cambiar la capacitancia pudimos observar variaciones en la seal dada por el osciloscopio

    • (ecomendaciones

      =el estudiante debe conocer todos los par+metros que presenta el dataseet del diodo zener utilizado

    con el fin de no provocar daos de los materiales, y en s# daos a todo el circuito.

      =*tilizar de manera adecuada todos los materiales en especial aquellos que poseen cierta polaridad

    como por ejemplo el capacitor

    • i alguno de los indicadores no puede ser e&presado cualitativamente e&plique su comportamiento

    . EVALUACIÓN

    http://www.monografias.com/trabajos12/guiainf/guiainf.shtml#HIPOTEShttp://www.monografias.com/trabajos12/guiainf/guiainf.shtml#HIPOTES

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    C"*&+"*, $+ E0#%/#)*;A'"+)*#)*; $+% D)+&+E,&/$*#&+ A

    E,&/$*#&+ B

    E,&/$*#&+ C

    a. (ealiza el Grabajo de Forma ordenada

     b. 4elega funciones para la realización eficiente y eficaz de la

     pr+ctica.

    c. !plica el conocimiento teórico y pr+ctico.

    d. Presenta actividades e&ploratorias y de aplicación de acuerdo alos par+metros establecidos por la Facultad. ncluye bibliograf#a.

    e. 5oncluye y recomienda objetivamente.

    PuntajeA )ogrado 0 puntos. Falta pr+ctica. 1 punto.

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    Godas las fuentes de voltaje 45 est+n equipadas con protección contracortocircuitos.

    2. V%&>+&" D*!*% 6D. V. M74isplay de leds de 6 d#gitos y medio

    3 rangosA ? 122.2 / escala completa? 12.22/ escala completa

    ? 1.222 / escala completa

    ? 122.2 m/ escala completampedancia de entradaA 1? :omios para cualquier rango