Electronica Aqp

Leccin 2: Componentes Elctricos de Estado Slido

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Introduccin

En los circuitos electrnicos modernos se usan componentes de estadoslido. En esta leccin se vern los componentes elctricos de estadoslido presentes en las mquinas.

Objetivos

Al terminar esta leccin, el estudiante podr:

Demostrar que conoce la funcin de los componentes elctricos deestado slido, seleccionando la respuesta correcta a las preguntas enun examen de escogencia mltiple.

Dados un Equipo de Capacitacin y un multmetro digital, pruebeun circuito elctrico que contiene un diodo y respondacorrectamente las respuestas a las preguntas de la prctica conrelacin a la operacin del diodo.

Dados un Equipo de Capacitacin y un multmetro digital, pruebeun circuito elctrico que contiene un transistor y respondacorrectamente las respuestas a las preguntas de la prctica conrelacin a la operacin del transistor.

Material de referenciaNinguno

HerramientasMultmetro digital 9U7330 o equivalenteEquipo de capacitacin en circuitos elctricos, modelo 18002 (ATech)

Fig. 3.2.1 Unin PN de un diodo

Funcionamiento de los semiconductores

Los semiconductores puros tienen los electrones ligados fuertementeen su capa electrnica, de modo que no es posible que los electronesse muevan. En su estado natural, estos elementos no son tiles paraconducir la electricidad.

Sin embargo, los semiconductores, si se mezclan con impurezas,pueden convertirse en buenos conductores. Las impurezas afectan lacantidad de electrones que tiene el semiconductor. Dependiendo deltipo de impurezas presentes, el material resultante tendr ya sea unexceso de electrones libres o un faltante de electrones.

Si el material aadido crea en el semiconductor un exceso deelectrones libres, el semiconductor es negativo o de tipo "N". Si elmaterial aadido crea un faltante de electrones libres, elsemiconductor es positivo o de tipo "P".

Semiconductores

Ya habamos visto que algunos elementos, como el cobre, son buenosconductores, mientras que otros elementos son pobres conductores,pero buenos aisladores. Sin embargo, existen otros elementos que noson buenos conductores ni buenos aisladores. Si un elementopertenece a este grupo, y adems, puede modificarse para convertirseen un conductor til, recibe el nombre de semiconductor. El silicio yel germanio son los elementos ms comnmente usados comosemiconductores.

Ejemplos de semiconductores incluyen los diodos, los transistores ylos circuitos integrados (CI). Los semiconductores se usanampliamente en las mquinas, frecuentemente para reemplazar losinterruptores mecnicos. Veremos en este curso los diodos y lostransistores.

Todos lo semiconductores son dispositivos de estado slido. Undispositivo de estado slido es aquel que puede controlar la corrientesin tener piezas mviles, filamentos que se calienten o tubos de vaco.Hay otros dispositivos de estado slido que no son semiconductores,como los transformadores.

Unidad 3 3-2-2 Fundamentos de los Sistemas ElctricosLeccin 2

Flujo de corriente a travs de los semiconductores

Cuando se describe el flujo de electricidad a travs de unsemiconductor, hay cierta diferencia respecto de otros dispositivoselctricos. Generalmente, se define el movimiento de la electricidadcomo el movimiento de electrones libres que se desplazan unos aotros desde el terminal negativo de la fuente de voltaje, a travs delconductor, hasta el terminal positivo. Cuando hablamos de lossemiconductores, describimos no slo el flujo de electrones, sinotambin el flujo de huecos o espacios en una capa electrnica haciael cual es atrado un electrn.

El flujo de electrones es relativamente fcil de visualizar. Ustedpuede pensar en un flujo de bolas de billar que se mueven a travs deun canal. El flujo de huecos es un poco ms difcil de visualizar.

Fig. 3.2.2 Movimiento de huecos

Los semiconductores estn formados por capas. Debe existir al menosuna capa de material tipo N y una capa de material tipo P. Estascapas se montan dentro de una caja de material plstico o metlico.El rea entre el material tipo "N" y el material tipo "P" se conocecomo la unin PN


Piense en el mismo canal, lleno de bolas de billar, tal como se ve enla figura 3.2.2. Una bola se mueve hacia adelante, dejando un huecoen su lugar. La prxima bola se mueve a la posicin dejada por laprimera bola; al mismo tiempo, se puede decir que el hueco se estmoviendo de la posicin dejada por la primera bola a la posicindejada por la segunda. A medida que las bolas se mueven en unsentido en el canal, se dice que los huecos se mueven en el sentidoopuesto.

Si no hay voltaje en el semiconductor, los electrones libres de launin "PN" son atrados por los huecos del material tipo "P". Algunoselectrones atraviesan la unin PN para combinarse con los huecos.De igual modo, los huecos del material tipo "P" se puede decir queson atrados por los electrones libres del material tipo N". Loshuecos, aunque no tienen una caracterstica de partculas en smismos, pueden visualizarse como cruzando la unin "PN" paracombinarse con los electrones.

Regin de agotamiento

Si no hay un voltaje externo aplicado a los semiconductores, existeun lmite de la cantidad de electrones y huecos que atraviesan launin "PN". Cada electrn que atraviesa la unin deja un tomo queha perdido un electrn o carga negativa. Este tomo se conoce comoin positivo. Del mismo modo, cada hueco que atraviesa la unindeja un in negativo. A medida que los iones positivos se acumulanen el material tipo N, ejercen una fuerza (un potencial) que evitaque salgan ms electrones. A medida que los iones negativos seacumulan en el material tipo "P", ejercen un potencial que evita quesalgan ms huecos. Esto llevar a una condicin estable que deja unfaltante tanto de huecos como de electrones en la unin "PN". Estazona es llamada regin de agotamiento.

Voltaje de barrera

Cuando se aplica un voltaje al semiconductor "PN" (y suponiendoque el semiconductor del circuito permita el flujo de electricidad.Vense polaridad directa e inversa en la siguiente leccin), loselectrones fluyen desde el lado "N", a travs de la unin, hasta el lado"P". Los huecos fluyen en la direccin opuesta. El efecto de la unin"PN" o flujo de corriente del circuito depende del orden en que estncolocadas las capas de material tipo "P" y "N".

El potencial de voltaje a travs de la unin "PN" se conoce comovoltaje de barrera. El germanio con impurezas tiene un voltaje debarrera de cerca de 0,3 voltios. El silicio con impurezas tiene unvoltaje de barrera de cerca de 0,6 voltios.


Diodos

La forma ms simple de un semiconductor es el diodo. El diodoconsta de una capa de material tipo "P" y una capa de material tipoN". Los diodos permiten que la corriente fluya en un solo sentido.En un diagrama, el tringulo en el smbolo del diodo seala el sentidoen que la corriente fluye, cuando se usa la teora convencional delflujo de corriente.

Los diodos de los circuitos elctricos se usan para casi todos lospropsitos, incluyendo iluminacin, rectificacin de corriente yproteccin contra crestas de voltaje.


Fig. 3.2.3 Diagrama de diodo y smbolo de diagrama

nodo / Ctodo

La corriente fluye de izquierda a derecha en la figura 3.2.3. Podemosindicar esto con un signo positivo (+) a la izquierda del diodo y unsigno negativo (- ) a la derecha del diodo. El lado positivo del diodose llama nodo y el lado negativo se llama ctodo.

Hay un modo fcil de recordar los nombres "nodo" y "ctodo."Asocie "nodo" con +A (el lado positivo) y "ctodo" con -C (el ladonegativo). El ctodo es el extremo donde est ubicada la banda. Lacorriente fluye por el diodo cuando el terminal del nodo es mspositivo que el terminal del ctodo.

Fig. 3.2.4 Diodo de polaridad directa

Polaridad del diodo

El trmino "polaridad" se usa para referirse a la capacidad de undiodo de permitir o detener el flujo de corriente en un circuito.Un diodo de polaridad directa se conecta a un circuito de tal modoque permite el flujo de electricidad. Esto se hace conectando el ladoN del diodo (el ctodo) al voltaje negativo, y el lado P (el nodo) alvoltaje positivo. Cuando el diodo se conecta de este modo, tanto loselectrones como los huecos son forzados a alcanzar la zona deagotamiento y conectan el circuito. La corriente fluye en la direccinde la flecha, lo que indica que el diodo tiene polaridad directa.

Cuando un diodo con polaridad directa se conecta a una fuente devoltaje de este modo, acta como un interruptor y cierra el circuito.Usted puede pensar que el voltaje est forzando tanto a los electronescomo a los huecos en la regin de agotamiento, lo que permite que lacorriente fluya.

Un diodo no ser conductor (corriente que fluye) hasta que el voltajedirecto (polaridad) alcanza cierto umbral. El voltaje de umbral esdeterminado por el tipo de material usado en la construccin deldiodo. Un diodo de germanio generalmente comienza a conducir lacorriente cuando el voltaje directo alcanza aproximadamente 300milivoltios, mientras que un diodo de silicio requiereaproximadamente 600 milivoltios.

Un diodo est limitado por la cantidad de corriente que puede fluir atravs de la unin. La resistencia interna del diodo producir calor amedida que la corriente fluye. Un exceso de corriente producirdemasiado calor y daar el diodo.


Fig. 3.2.5 Diodo de polaridad inversa

Un diodo conectado a un voltaje de modo que la corriente no puedafluir es un diodo de polaridad inversa. Esto significa que el terminalnegativo est conectado al lado P del diodo y el terminal positivo estconectado al lado N. El potencial positivo est en el terminal delctodo y, por esto, la corriente est bloqueada (en contra de la flecha).

Cuando se aplica un voltaje al circuito, los electrones del terminal devoltaje negativo se combinan con los huecos dejados por los electronesdel material de tipo P. Los electrones del material de tipo N sonatrados hacia el terminal de voltaje positivo. Esto aumenta el rea deagotamiento. Debido a que los huecos y los electrones del rea deagotamiento no se combinan, la corriente puede fluir.

Cuando un diodo est en polaridad inversa, la regin de agotamientoacta como un interruptor abierto, y bloquea la corriente. Con elterminal negativo conectado al material P, los huecos son atradosfuera de la regin de agotamiento. Con el terminal positivo conectadoal material N, los electrones son atrados del mismo modo fuera de laregin de agotamiento. El resultado es una amplia zona que nocontiene huecos ni electrones que puedan transportar el flujo decorriente.

Escape de corriente del diodo

En realidad, una muy pequea cantidad de corriente puede fluir atravs de un diodo de polaridad inversa. Si el voltaje es losuficientemente alto, la estructura atmica dentro del diodo seromper, y la cantidad de corriente que fluye a travs de l aumentardrsticamente. Si la corriente inversa es lo suficientemente grande ydura suficiente tiempo, el calor daar el diodo.

En resumen, si un diodo es de polaridad directa, acta como unaresistencia pequea o un cortocircuito. Si el diodo es de polaridadinversa, acta como una resistencia muy grande o circuito abierto.


Fig. 3.2.6 Diodo Zener y regulacin de voltaje

Punto Zener

El voltaje aplicado al cual el diodo falla se llama voltaje inverso mximoo punto Zener. Los diodos se clasifican de acuerdo con este voltaje. Loscircuitos estn diseados para incluir diodos con una clasificacin losuficientemente alta para proteger el diodo y el circuito durante laoperacin normal.

Aplicaciones

Los usos comunes de los diodos en circuitos elctricos incluyen:

Regulacin de voltaje (usando diodos Zener).

Indicadores (usando los LED).

Rectificacin (cambiando la corriente CA a corriente CC).

Conexiones para controlar crestas y sobretensiones de voltaje quepuedan daar los circuitos de estado slido (que actan comocircuitos de proteccin).

Diodos Zener y regulacin de voltaje Un diodo Zener es una clase especial de diodo altamente impurificadodurante su manufactura. El resultado es un alto nmero de electroneslibres y huecos de electrones. Este transporte de corriente adicionalpermite el flujo de corriente inversa cuando se alcanza cierto voltaje depolaridad inversa (el punto de avalancha o punto Zener) . En polaridaddirecta, el diodo Zener acta como un diodo regulador.

Un diodo Zener comn no conduce la corriente en la direccin inversa siel voltaje de polaridad inversa es menor de seis voltios. Pero, si elvoltaje de polaridad inversa alcanza o excede los seis voltios, el diodoconducir la corriente inversa. Este diodo Zener se usa frecuentementeen los circuitos de control de voltaje.


Fig. 3.2.7 Smbolo esquemtico de un LED

Diodos luminiscentes (LED) e iluminacinOtro tipo de diodo usado con frecuencia como lmpara indicadora esel diodo luminiscente (LED). Al igual que todos los diodos, los LEDpermiten el flujo de corriente slo en un sentido. La diferencia est enque cuando se aplica voltaje directo a un LED, el LED emite luz.Varios LED conectados en serie en una disposicin especial puedenindicar los nmeros o las letras en una pantalla.

Mientras la mayora de los diodos de silicio necesitan para suconexin cerca de 0,5 0,7 voltios, los LED necesitanaproximadamente de 1,5 a 2,2 voltios. Este voltaje produce corrienteslo suficientemente altas para daar un LED. La mayora de los LEDpueden manejar slo alrededor de 20 a 30 mA de corriente. Paraprevenir el dao de un LED, un resistor, que limita la corriente, secoloca en serie con el LED.

Los LED y las lmparas incandescentes

En circuitos elctricos complejos, los LED son una alternativaexcelente para reemplazar las lmparas incandescentes. Los LEDproducen mucho menos calor y necesitan menos corriente paraoperar, adems de conectarse y desconectarse ms rpidamente.

En este punto, realice la prctica de taller 3.2.1

Como ejemplo de diodos Zener, veamos un sistema de carga. Losdiodos Zener se muestran dentro del alternador. Estos diodos actancomo un mecanismo de seguridad para limitar la salida de estator.Los diodos Zener en los alternadores permiten la conexin aaproximadamente 28 voltios.


Fig. 3.2.8 Puente rectificador de diodo simple

Diodos como rectificadoresLos rectificadores cambian la corriente alterna (CA) en corrientecontinua (CC). Algunos diodos se pueden combinar para construir unrectificador de diodos, el cual se conoce tambin con el nombre depuente rectificador.

Rectificador/Generador

El uso ms comn de un rectificador en los sistemas elctricos est enel alternador. El alternador produce corriente alterna (CA). Como lossistemas elctricos usan corriente continua (CC), el alternador debe,de algn modo, convertir la corriente CA en corriente CC. Entonces,debe suministrarse corriente CC en el terminal de salida delalternador.

Los alternadores usan un puente rectificador de diodos para cambiarla corriente CA en corriente CC. El uso de diodos en un alternador sever con ms en detalle en la unidad 4, leccin 2.

Estudie la figura 3.2.8 en trminos de la teora convencional. Primero,usted debe entender que el voltaje del estator es CA. Eso significaque el voltaje de A alterna entre positivo y negativo.

Cuando el voltaje de A es positivo, la corriente fluye de A a la uninentre los diodos D1 y D2. Tenga en cuenta la direccin de las flechasde cada diodo. La corriente no puede fluir a travs de D1, pero puedefluir a travs de D2. La corriente alcanza otra unin, entre D2 y D4,pero de nuevo la corriente no puede fluir a travs de D4, ni retornar atravs de D2. La corriente debe pasar a travs de la carga del circuito,ya que no puede fluir a travs de D4 o D2. (Note que la carga delcircuito de este ejemplo simplificado es un resistor. En un sistema decarga real, la carga sera la batera). La corriente sigue a lo largo delcircuito hasta que alcanza la unin de D1 y D3.


Fig. 3.2.9 Entrada CA para salida CC de impulso de onda completa

Aunque el voltaje aplicado a D1 es de polaridad directa, la corrienteno puede fluir a travs de l, debido a que no hay voltaje positivo enel otro lado del diodo; en otras palabras, no hay potencial de voltaje.La corriente fluye a travs de D3, y de all a tierra en B. Cuando seinvierte el voltaje del estator, de modo que el punto B sea positivo, lacorriente fluye a travs del paso opuesto-reflejo.

Ya sea que el voltaje del estator en el punto A sea positivo o negativo,la corriente siempre fluir de la parte superior a la inferior a travs dela carga (R1). Esto significa que la corriente es CC.


En los generadores los rectificadores se disean para tener un diodode salida (positivo) y un diodo de entrada (negativo) para cada ondaalterna de corriente. Este tipo de rectificador se llama de ondacompleta. En este tipo de rectificador, hay un impulso de CC porcada pulso de CA. El pulso CC generado se llama impulso de ondacompleta CC, como el de la figura 3.2.9.

En este punto, realice la prctica de taller 3.2.2

Fig. 3.2.10 Crestas de voltaje generadas en bobinas cuando el campo colapsa

Diodos en proteccin de circuitos

Los dispositivos electromagnticos, como los solenoides y rels,tienen una caracterstica nica, que puede ocasionar crestas de voltajesi no se controlan. La bobina es un dispositivo que crea un campomagntico a medida que la corriente fluye a travs de l. Cuando elcircuito se abre abruptamente y se quita el suministro de voltaje, elcampo magntico que colapsa genera su propio potencial de voltaje.El potencial de voltaje puede ser lo suficientemente alto para daaralgunos componentes del circuito, especialmente los controladoressensibles de estado slido.

Como proteccin contra estas crestas o sobretensiones, se aadendiodos de sujecin en paralelo con la bobina. Mientras se aplicavoltaje al circuito, el diodo estar en polarizacin inversa y noconducir la electricidad. Cuando se quita el voltaje y la corrienteinducida est fluyendo, el diodo estar en polarizacin directa yconducir la corriente. La corriente fluye disipndose en un pasocircular a travs del diodo y la bobina.

La corriente inducida puede causar otros problemas, adems de lascrestas de voltaje. Los computadores, en las mquinas actuales,efectan decisiones basados en los voltajes de los circuitos. Loscomputadores harn decisiones errneas si los dispositivoselectromagnticos producen voltajes anormales.


Pruebas de los diodos

Cuando un diodo est funcionando correctamente en un circuito, eldiodo acta como una alta cada de voltaje en un sentido, y como unapequea cada de voltaje en el otro sentido. Infortunadamente, probar losdiodos no siempre es tan simple. De hecho, hay cuatro modos posiblesde probar los diodos:

Sacar el diodo del circuito (algunas veces esto no es posible).

Si el diodo est en un circuito en serie, puede probarse con el circuitoDESCONECTADO.

Si el diodo est en un circuito en serie, puede probarse con el circuitoCONECTADO. Para un diodo de silicio tpico, la cada de voltaje depolarizacin directa-inversa debe ser de aproximadamente 0,6 voltios.

Si el diodo est en un circuito en paralelo, el diodo debe probarse con unmedidor anlogo y no con un medidor digital.

TRANSISTORES

El diodo es slo un tipo de semiconductor. Al combinar varias clases dematerial semiconductor, podemos crear los transistores. Al igual que losdiodos, los transistores controlan el flujo de corriente. Los transistorespueden realizar prcticamente todas las funciones que realizan los tubosde vaco, pero en mucho menos espacio y produciendo muy poco calor.Los transistores son usados en muchas aplicaciones, incluyendo radios,mdulos de control electrnico y otros interruptores de estado slido.

Tipos de transistores

Hay varias clases de transistores. Pueden dividirse en dos grandesgrupos: bipolares y monopolares (tambin llamados Transistores deEfecto de Campo, o FET). Aunque hay varias diferencias entre estos dostipos, las diferencias ms importantes para nuestro propsito son:

* Los transistores bipolares varan la corriente para controlar el voltaje

* Los transistores FET varan el voltaje para controlar la corriente

Los transistores bipolares son los ms comunes en los circuitoselctricos, as que los estudiaremos con mayor detalle.


Fig. 3.2.11 Transistores bipolares

Diseo de los transistores

Al igual que los diodos, los transistores contienen una combinacinde capas de material tipo P y N. Sin embargo, los transistorescontienen tres capas de material en lugar de dos. Las tres capas tienenuna disposicin en la cual los materiales de tipo P y N estn alternos(ya sea como grupos NPN o PNP). En trminos prcticos, estosignifica que los diodos tienen dos cables, mientras que lostransistores tienen tres. La figura 3.2.11 es una representacinsimblica del diseo de un transistor.

Emisor, base y colector

En la figura 3.2.11, el material de la izquierda se llama emisor. Elmaterial del medio se llama base. El material de la derecha se llamacolector.

Los smbolos de la parte superior de la figura 3.2.11 son los smbolosde diagrama de un transistor. La flecha indica el sentido del flujo decorriente (usando la teora convencional), y est siempre en el emisor.La flecha sealar en un sentido diferente dependiendo de si eltransistor es PNP o NPN.

Los transistores FET tambin tienen tres secciones, conocidas comopuerta (que se aproxima a la funcin de la base), fuente (similar alemisor) y drenaje (de funcin similar al colector).


Funcin bsica

Un transistor funciona al usar la base para controlar el flujo decorriente entre el emisor y el colector. Cuando el transistor seconecta la corriente puede fluir en el sentido de la flechanicamente. Cuando el transistor se desconecta la corriente nopuede fluir en ningn sentido.

Pasos de la base

Es importante tener en cuenta que la conexin de la base de untransistor bipolar controla el flujo de corriente. Aunque la basemaneja slo una pequea cantidad del flujo de la corriente total(tpicamente alrededor de 2% del total), es este flujo de corriente atravs de la base lo que permite que la corriente fluya del emisor alcolector.

Transistor PNP o NPN?

Hay un modo fcil de identificar el tipo de transistor sin pensar en elmovimiento de los electrones o de los huecos electrnicos. Recuerdeque la flecha siempre seala hacia el material de tipo N y hacia afueradel material de tipo P. As, en un transistor PNP, la flecha seala haciala base. En un transistor NPN, la flecha seala hacia afuera de labase.

En los circuitos elctricos, son ms comunes los transistores NPN quelos PNP.

Operacin de los transistores

Cuando se trata de entender cmo funciona un transistor en uncircuito especfico, hay dos cosas que se deben recordar: Primera, untransistor NPN se conecta aplicando un voltaje a la conexin base, yse desconecta quitando el voltaje de la conexin base. Esto es muysimilar a la operacin de un rel, el cual se conecta y se desconectaaplicando voltaje a la bobina.

Segunda, la corriente a travs del circuito base es siempre menor quela corriente a travs del circuito colector. Cambiando la corriente baseslo un poco, resulta un cambio grande de la corriente del colector.La corriente a travs del circuito emisor es siempre la mayor detodas. De hecho, la corriente del emisor debe ser igual a la corrientebase ms la corriente del colector. Dicho de otra manera, la corrientedel circuito emisor se divide entre el circuito base y el circuitocolector.


Rels de estado slido

En algunos circuitos, es deseable tener transistores que funcionencomo rels. Por ejemplo, en la figura 3.2.12, un interruptor con muypoca corriente controla una lmpara que consume gran cantidad decorriente. Este es un rel de estado slido y tiene varias ventajassobre un rel mecnico. El rel de estado slido puede hacer laconexin o la desconexin ms rpido, es ms pequeo y no sufredesgaste.

Los rels de transistores son muy distintos a los rels mecnicos enun aspecto importante. Un rel mecnico acta como un interruptorque conecta o desconecta completamente la corriente. Un transistorvara el flujo de corriente de acuerdo con la corriente que estfluyendo a travs de la base.

En este punto, realice las prcticas de taller 3.2.3 y 3.2.4


Fig. 3.2.12 Funcionamiento de los transistores como rels

Resistores en circuitos con transistores

Los resistores se usan con los transistores para varios propsitos. Porejemplo, usando los resistores, el voltaje suministrado al transistorpuede controlarse con precisin, lo cual a su vez produce corrientesde salida precisas. Los resistores usados de este modo son colocadosen el circuito base.

La segunda funcin es proteger el transistor. Si los resistores u otrasresistencias no se colocaran en los circuitos del resistor y del colector,las corrientes altas podran destruir el transistor.

Terminologa de los transistores

Hay muchos trminos que facilitan hablar acerca de las caractersticasde un transistor especfico. Por ejemplo, la ganancia de la corrientedel transistor determina la relacin entre la corriente del circuito delcolector y la corriente del circuito de la base. Si un transistor tieneuna ganancia de 100 y una corriente base de 10 mA, entonces lacorriente del circuito colector es multiplicada por 10, lo que equivalea 1.000mA o 1A.

Los transistores pueden clasificarse de otras formas similares a las delos diodos. Hay clasificaciones para indicar la rapidez con que eltransistor puede conectarse o desconectarse, la cantidad de calor quepuede manejar y la cantidad de corriente que escapa a travs deltransistor cuando est desconectado.

Otras aplicaciones

Los transistores son tiles como dispositivos deconexin/desconexin. Si usted ve un transistor en un circuitoelctrico, posiblemente est funcionando como interruptor. Sinembargo, usted debe saber que los transistores pueden tambin usarsepara amplificar u oscilar la corriente, o para atenuarla.


Objetivo de la prctica: Dados un multmetro digital, un equipo de capacitacin en circuitos elctricos ylos componentes necesarios, demostrar el efecto de un diodo en un circuito CC.

Herramientas:

1. Equipo de capacitacin en circuitos elctricos2. Submontajes de fusible, interruptor, resistor y diodo luminiscente (LED) y las conexiones

necesarias correspondientes3. Multmetro digital y cables de prueba.

Indicaciones: Arme el circuito de la figura arriba y mida la cada de voltaje y la corriente a travs deldiodo luminiscente. Registre los resultados abajo.

1. Mida y registre la cada de voltaje en el diodo luminiscente. ________________

2. Mida y registre el flujo de corriente en el diodo luminiscente. ______________

3. Invierta la polarizacin del diodo. Se enciende el diodo luminiscente? _______________

4. Cunta corriente fluye en el diodo luminiscente cuando est en polarizacin inversa? _________

5. Explique brevemente los efectos del diodo cuando est conectado en un circuito CC________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

6. Explique brevemente la diferencia entre polarizacin INVERSA y polarizacin DIRECTA, y el efecto que estos tienen en un diodo _______________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________.

Unidad 3 - 1 - Fundamentos de los Sistemas ElctricosCopia del Estudiante: Prctica de Taller. 3.2.1

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Nombre __________________________________

DIODO EN UN CIRCUITO CCPRCTICA DE TALLER 3.2.1

Objetivo de la prctica: Dados un multmetro digital, un equipo de capacitacin en circuitos elctricos y loscomponentes necesarios, demostrar el efecto de un diodo como dispositivo de proteccin para prevenir crestas devoltaje.Herramientas:

1. Equipo de capacitacin en circuitos elctricos2. Submontajes de fusible, interruptor, resistor y diodo luminiscente (LED) y las conexiones

necesarias correspondientes3. Multmetro digital y cables de prueba.

Indicaciones: Arme el circuito de la figura de arriba. Coloque el equipo de capacitacin en circuitoselctricos en la posicin CONECTADA. Responda las siguientes preguntas.

1. Se encendi el diodo luminiscente cuando el interruptor de energa se coloc en posicin CONECTADA? __________

2. Se cerraron los contactos del rel cuando el interruptor se coloc en posicin CONECTADA?_____

Indicaciones: Una vez completa esta fase del experimento, desconecte el diodo luminiscente y el resistor, demodo que el rel permanezca en el circuito. Ahora, a medida que desactive el rel, mida la cresta devoltaje al colapsar el campo magntico de la bobina del rel.

1. Coloque el multmetro para leer voltios CC y use la funcin PEAK MIN / MAX (CRESTAMN/MX).

2. Registre la lectura de la cresta de voltaje __________ voltios.

3. Explique brevemente las caractersticas de un diodo en un circuito cuando se usa para disipar las crestas de voltaje.

_____________________________________________________________________________

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__________________________________.

Unidad 3: Leccin 2 - 1 - Fundamentos de los Sistemas ElctricosCopia del Estudiante: Prctica de Taller 3.2.2

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12V

Nombre _________________________________

DIODOS COMO DISPOSITIVOS DE PROTECCINPRCTICA DE TALLER 3.2.2

Objetivo de la prctica: Dados un multmetro digital, un equipo de capacitacin en circuitos elctricosy los componentes necesarios, demostrar la operacin de un transistor en un circuito CC.

Herramientas:

1. Equipo de capacitacin en circuitos elctricos2. Submontajes de fusible, dos interruptores, un transistor NPN, un resistor (1.000 ohmios), una

lmpara pequea y las conexiones necesarias correspondientes3. Multmetro digital y cables de prueba.

Indicaciones: Arme el circuito de la figura de arriba. Note que el INTERRUPTOR 2 controla lacorriente en la conexin base del transistor. La lmpara representa la carga en este circuito y seenciende cuando el transistor se CONECTA (para permitir el flujo de corriente del colector-emisor). Coloque los interruptores como se indica abajo y registre sus resultados.

1. CONECTE el interruptor No. 1. DESCONECTE el interruptor No. 2. Registre la condicin de la lmpara.__________

2. CONECTE el interruptor No. 2. Registre la condicin de la lmpara._______________

3. Con el circuito conectado y los interruptores 1 y 2 cerrados, registre las siguientes mediciones.

4. Mida la corriente base del transistor y registre la medicin ___________________

5. Mida la corriente del colector del transistor y registre la medicin ___________________

6. Explique brevemente la funcin del transistor en este circuito __________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________.

Unidad 3 - 1 - Fundamentos de los Sistemas ElctricosCopia del Estudiante: Prctica de Taller 3.2.3

Copia de

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Taller 3

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Nombre _________________________________

OPERACIN DE UN TRANSISTORPRCTICA DE TALLER 3.2.3

12V

FUSIBLE7,5 A

INTERRUPTOR 1

INTERRUPTOR 2 TRANSISTORNPN

LUZ INDICADORA(LMPARA PEQUEA)

R1 (1 k)

Submontaje

Submontaje

Submontaje

Submontaje

Objetivo de la prctica: Dados un multmetro digital, un equipo de capacitacin en circuitos elctricosy los componentes necesarios, demostrar el efecto de variar el flujo de corriente en un circuito CC quecontiene un transistor.

Herramientas:

1. Equipo de capacitacin en circuitos elctricos2. Submontajes de fusible, dos interruptores, un transistor NPN, un resistor (1.000 ohmios), el

submontaje de la lmpara pequea y las conexiones necesarias correspondientes3. Multmetro digital y cables de prueba.

Indicaciones: Modifique el circuito de la prctica de taller 3.2.3 anterior, aadiendo unpotencimetro y quitando el interruptor 2, tal como se muestra en la grfica. Con el circuitoconectado y el interruptor cerrado, mida y registre los voltajes como sigue:

1. Gire la perilla del potencimetro hasta el punto de mnima resistencia. Mida y registre el voltaje base.

2. Mida y registre la cada de voltaje a travs de la lmpara. ______________

3. Mida y registre la cada de voltaje del colector-emisor._______________

4. Mida y registre la cada de voltaje a travs de la lmpara y del colector-emisor____________

5. Las sumas de las cadas de voltaje son iguales al valor de la fuente de voltaje? _____________


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.2.4

Nombre _________________________________

OPERACIN DE UN TRANSISTORPRCTICA DE TALLER 3.2.4

12V

FUSIBLE7,5 A

INTERRUPTOR 1

INTERRUPTOR 2 TRANSISTORNPN

LUZ INDICADORA(Lmpara pequea)

1 k

Submontaje

Submontaje

Submontaje

Submontaje

6. Gire la perilla del potencimetro al punto de mxima resistencia. Mida y registre el voltaje base.

7. Mida y registre la cada de voltaje de la lmpara. ______________

8. Mida y registre la cada de voltaje del colector-emisor._______________

9. Mida y registre la cada de voltaje de la lmpara y del colector-emisor____________

10. Las sumas de las cadas de voltaje son iguales al valor de la fuente de voltaje? ____________

11. Explique brevemente en qu se diferencia la operacin de un transistor con la operacin de un interruptor_____________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________.


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