2.1. Análisis Mediante la Recta de Carga para los Diodos
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Universidad Politécnica de Chiapas Ing. Biomédica Fundamentos de Electrónica Ing. Othoniel Hernández Ovando Suchiapa, Chiapas a 25 de Enero de 2012
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Uso de la recta de carga del diodo para determinar corriente o voltaje.
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Universidad Politécnica de Chiapas Ing. Biomédica
Fundamentos de Electrónica Ing. Othoniel Hernández Ovando
Suchiapa, Chiapas a 25 de Enero de 2012
Normalmente, la carga aplicada tendrá un impacto
importante en el punto o región de operación del dispositivo. Si el análisis se debe llevar acabo de manera gráfica, se
puede dibujar una línea recta sobre las características del
dispositivo que represente la carga aplicada.
La intersección de la recta de carga con las características
determinará el punto de operación del sistema. Por razones
obvias, a esta análisis se le llama análisis mediante la recta de
carga.
La mayor parte de las redes de diodos no estilan utilizar el sistema de la recta de carga, la técnica se usa de manera frecuente en las demostraciones del funcionamiento del
transistor.
Considere la siguiente figura.
• Configuración en serie.
• Corriente establecida de acuerdo
a las manecillas del reloj.
• El diodo esta “encendido”.
• Polarización directa.
La zona operación en la
gráfica es el primer cuadrante (VD e ID positivos).
Región de polarización
directa.
Aplicando la ley de voltaje de Kirchhoff se tiene como
resultado.
E – VD – VR = 0
E = VD + VR
E = VD + ID R
Las dos variables de la ecuación (VD e ID) son las mismas que los ejes del primer
cuadrante de la gráfica de características de un diodo.
Las intersecciones de la recta de carga sobre las
características pueden determinarse con facilidad si se considera que:
Eje Horizontal
ID = 0A
Eje Vertical
VD = 0V
Consideración 1:
ID = 0A
De la ecuación siguiente:
E = VD + ID R
Se establece que ID = 0A
Se resuelve para VD:
E = VD + (0) R
ID = 0A VD = E
Se obtiene una magnitud para VD sobre el eje horizontal cuando ID = 0A
Consideración 2:
VD = 0V
De la ecuación siguiente:
E = VD + ID R
Se establece que VD = 0V
Se resuelve para ID:
E = 0 + ID R ID =
E
R VD = 0V
ID R = E
Se obtiene una magnitud para ID sobre el eje vertical cuando VD = 0V
Una línea recta dibujada entre los puntos cuando VD = 0v e ID = 0V,
definirá una recta de carga.
La recta de carga esta
definida por el circuito (red).
La curva característica esta
definida por el dispositivo.
El punto de intersección
entre los dos es el punto de
operación (Q).
La corriente ID es la corriente a través de la toda la configuración en serie
El trazo de líneas verticales y horizontales al punto Q
determinan los valores de VDQ e IDQ.
El punto Q es también
llamado "punto de trabajo" o
"punto de funcionamiento".
El punto Q se controla por la
variación de los valores de E
y R.
La solución que se obtiene por la intersección de las dos curvas es
la misma que podría conseguirse mediante la solución
matemática de las ecuaciones simultaneas [ ID = IS(eKVD/TK – 1)]
El análisis de la recta de carga descrito antes ofrece una solución
con un mínimo de esfuerzo.
Determinar para la configuración de diodos en serie de la
figura los siguientes valores:
a) VDQ e IDQ
b) VR
a) Se determinan las intersecciones con los ejes horizontales y
verticales:
ID = E
R VD = 0V
ID = 10V
1 kΩ VD = 0V
ID = 10 mA
ID = 0A VD = E
VD = 10V
VDQ = 0.78 V
IDQ = 9.25 mA
b) Determinamos el valor de VR:
VR = IR R
VR = IDQ R
VR = (9.25mA)(1kΩ)
VR = 9.25V
VR = E – VD
VR = 10V – 0.78V
VR = 9.22V
La diferencia en los resultados se debe a la exactitud con la cual
se pueda leer la gráfica.
