ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO

ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DE CHIMBORAZOFACULTAD: INFORMTICA Y ELECTRNICA

ESCUELA DE INGENIERA ELECTRNICA EN TELECOMUNICACIONES Y REDES

CARRERA: INGENIERA EN ELECTRNICA, TELECOMUNICACIONES Y REDES

GUIA DE LABORATORIO DE ELECTNICA I

PRCTICA No. 9 DIODOS ZENER

1. DATOS GENERALES:

NOMBRE: estudiante(s)CDIGO: estudiante(s)

Adriana Segura 475

Oscar Inga405

Alex Rea 303

Ana Ortega248

Mauricio Tobar638

GRUPO No.: 5

FECHA DE REALIZACIN: FECHA DE ENTREGA:

2015/06/112015/06/11

2. OBJETIVO(S):

2.1.GENERAL

Verificar como trabaja el Diodo Zener en Polarizacin Inversa y en Polarizacin Directa.

2.2.ESPECFICOS

Disear e implementar un circuito con Diodos Zener para analizar su caracterizacin en Polarizacin Inversa. Disear e implementar un circuito con Diodos Zener para analizar su caracterizacin en Polarizacin Directa. Hallar el voltaje de salida para cada circuito.

3. METODOLOGAExperimental.

4. EQUIPOS Y MATERIALES:

EQUIPOS MATERIALES Computador Osciloscopio Fuente de alimentacin Generador de funciones Multmetro Placa de pruebas Diodos Zener Resistencias

5. MARCO TERICO:

DIODOS ZENER

Figura 5. Direccin de conduccin de un diodo zenerPara analizar redes de redes que utilizan diodos Zener se procede de manera similar a cuando se realiza el anlisis de diodos semiconductores. Lo primero es determinar el estado del diodo para poder reemplazar por el modelo apropiado as posteriormente se puede determinar las dems cantidades desconocidas dentro de la red En la figura 6 se puede observar los circuitos equivalentes aproximados en cada regin de un diodo Zener si se utiliza aproximaciones de lnea recta en cada punto de ruptura.

Figura 6. Circuitos aproximados equivalentes del diodo zener en las tres regiones de aplicacin

Una de las principales aplicaciones de los diodos zener es como regulador. Un regulador es una combinacin de elementos diseados para garantizar que el voltaje de salida de una fuente permanezca ms o menos constante.

Se consideran tres condiciones para analizar un regulador zener bsico: Para cantidades fijas Para un voltaje de alimentacin fijo y una carga variable Para una carga fija y una alimentacin variable.

Vi y R fijos

Figura 7. Regulador zener bsico1. Determinar el estado del diodo Zener eliminndolo de la red y calculando el voltaje a travs del circuito abierto resultante.

Figura 8. Determinacin del estado del diodo zener

Si el diodo Zener est encendido y se puede sustituir el modelo equivalente apropiado.Si el diodo est apagado y se sustituye por un de circuito abierto.

2. Sustituir el circuito equivalente apropiado y resolver para la cantidad desconocida requerida.

Figura 9. Circuito resultante con reemplazo del equivalente Zener encendido.

y

Vi fijo, RL variablePara que un diodo zener este encendido hay un determinado nivel de voltaje VZ, el cual permite un rango especfico de valores de resistor y de corriente de cargaUna resistencia de carga demasiado pequea RL har que el voltaje VL a travs del resistor de carga sea menor que VZ y el diodo Zener estar apagado.Para determinar la resistencia de carga mnima de la figura 7 que encender el diodo Zener, se procede a calcular el valor de RL que producir un voltaje de carga VL = VZ. Es decir,

6. PROCEDIMIENTO:

CARACTERIZACIN DE UN DIODO ZENER EN POLARIZACIN INVERSA

6.1PROBLEMA

Simular e implementar el Circuito de la figura que aparece a continuacin. Determinar mediante clculos y mediciones los parmetros: corriente y resistencia del Diodo Zener, voltaje de salida.

Figura 10. Circuito con Diodo Zener en Polarizacin Inversa

6.2 RECOLECCIN DE DATOS

Con variaciones en el voltaje de entrada V1 (de 0V hasta 15V), calcular: El voltaje VAB La corriente ID correspondiente a cada voltaje VAB indicado La resistencia RZ (RZ= VAB/ ID)

V1VABIDRZ

0V000

5V3.797V1.203mA3.156K

10V3.84V6.16mA0.623K

15V3.855V11.145mA0.345K

Figura 9. Circuito resultante con reemplazo del equivalente Zener encendido.

Procedimiento matemtico para el calculo de VAB, ID y RZ: ver Anexo 1

Simulacin del Circuito+:

Para las variaciones de voltaje de entrada V1 que se detallan en la siguiente tabla, medir (simulacin) la corriente ID y el voltaje de salida VAB:

Voltaje de entrada V1Corriente del Diodo Zener IDVoltaje de salida VAB

0V0A0V

5V1.202mA3.797V

10V6.16mA3.84V

15V11.15mA3.86V

Figura 11. Simulacin del Circuito con Diodo Zener

Implementacin del Circuito:

Para las variaciones de voltaje de entrada V1 que se detallan en la siguiente tabla, medir (implementacin) la corriente ID y el voltaje de salida VAB:

Voltaje de entrada V1Corriente del Diodo Zener IDVoltaje de salida VAB

0V0A0V

5V1.56mA3.46V

10V6.19mA3.92V

15V11.08mA4.06V

Figura 12. Implementacin del Circuito Sujetador

CARACTERIZACIN DE UN DIODO ZENER EN POLARIZACIN DIRECTA

6.1PROBLEMA

Simular e implementar el Circuito de la figura que aparece a continuacin. Determinar mediante clculos y mediciones los parmetros: corriente y resistencia del Diodo Zener, voltaje de salida.

Figura 13. Circuito con Diodo Zener en Polarizacin Directa

6.2 RECOLECCIN DE DATOS

Con variaciones en el voltaje de entrada V1 (de 0V hasta 15V), calcular la corriente ID y el voltaje de salida VAB:

Voltaje de entrada V1Corriente del Diodo Zener IDVoltaje de salida VAB

0V00

5V4.46mA533mV

10V9.449mA552mV

15V14.437mA563mV

Procedimiento matemtico para el calculo de VAB y ID: ver Anexo 2

Simulacin del Circuito:

Para las variaciones de voltaje de entrada V1 que se detallan en la siguiente tabla, medir (simulacin) la corriente ID y el voltaje de salida VAB:

Voltaje de entrada V1Corriente del Diodo Zener IDVoltaje de salida VAB

0V0A0V

5V4.467mA532.884mV

10V9.448mA552.262mV

15V14.43mA563.234mV

Figura 14. Simulacin del Circuito con Diodo Zener Implementacin del Circuito:

Para las variaciones de voltaje de entrada V1 que se detallan en la siguiente tabla, medir (implementacin) la corriente ID y el voltaje de salida VAB:

Voltaje de entrada V1Corriente del Diodo Zener IDVoltaje de salida VAB

0V0A0V

5V4.30mA0.76V

10V9.40mA0.796V

15V14.47mA0.808V

Figura 15. Implementacin del Circuito con diodo zener en directa

6.2 INTERPRETACION DE RESULTADOS

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

7.1 CONCLUSIONES Los sujetadores son circuitos que mantienen la seal de voltaje de entrada a la salida, es decir la seal de salida puede cambiar de forma pero el voltaje pico-pico es el mismo. En la simulacin, al manipular el voltaje de entrada podemos ver que la seal de salida es la misma. En el primer semiciclo nuestro diodo conduce por lo tanto se le reemplaza por una fuente de 0.7V. En el segundo semiciclo el diodo est en estado de no conduccin, por lo tanto se reemplazara por un circuito abierto. En nuestro circuito el diodo y la fuente en directa tienen como funcin desplazar el nivel en directa hasta el valor que nosotros queramos.

7.2 RECOMENDACIONES Es importante conocer las polaridades del voltaje de entrada, que hacen que nuestro diodo este en estado de conduccin. Siempre empezar por el semiciclo en el que conduce el diodo y se carga el capacitor. Se debe comprobar que los elementos que se utilizarn en el circuito que se implementara estn en buen estado y tengan un funcionamiento correcto, para que no afecte en los resultados esperados. Utilizar las ecuaciones necesarias para el desarrollo de los clculos manuales.

8. BIBLIOGRAFA

Boylestad, Robert L. y Nashelsky, Louis. (2009). Electrnica: Teora de Circuitos y Dispositivos Electrnicos. Mxico: Pearson Educacin.

9. ANEXOS Figura 8. Clculos manuales del Circuito Sujetador

Figura 9. Seal de entrada para el sujetador

Figura 10. Seal de salida para el sujetador