Tema_17-1_Cambiadores_de_Nivel

UNIDAD I: DIODOS SEMICONDUCTORESUNIDAD I: DIODOS SEMICONDUCTORES

ELECTRELECTRÓÓNICA I NICA I

ING. ING. JOEL MORENOJOEL MORENO

UNIDAD I: DIODOS SEMICONDUCTORES

ElectrElectróónica Inica I Ingeniero Joel MorenoIngeniero Joel Moreno

17.117.1-- Cambiador de NivelCambiador de Nivel- Un Circuito cambiador de nivel es a aquel que “cambia” una señal a un

nivel de DC diferente.

- Cambian el nivel de continua de la señal de entrada.

- El circuito tiene:

- Un capacitor

- Un diodo y

- Un elemento resistivo;

- Pero también puede usar una fuente DC independiente para introducir un cambio de nivel adicional.

- τ >> RC



17.117.1-- Cambiador de NivelCambiador de Nivel-- Ejemplo:Ejemplo: D ideal, RC>>T/2, valor práctico RC=5T => en T/2 el

condensador no se descarga prácticamente.



17.117.1-- Cambiador de NivelCambiador de Nivel- Durante el intervalo t=0 → T/2

- Diodo On VO = 0 V.

- El capacitor se cargará a Vpico de la señal de entrada

- Vc= + V

- Durante el intervalo T/2 → T

- La aplicación de la LVK alrededor del lazo de entrada dará como resultado:

-V – V– VO = 0 Vo = -2V



17.117.1-- Cambiador de NivelCambiador de Nivel

- RC es lo suficiente grande para establecer un periodo de descarga 5τmucho mayor que el periodo T/2 → T.

- Puede asumirse sobre una base aproximada que el capacitor mantiene toda su carga y, por tanto, el voltaje (debido a que V = Q/C) durante este periodo.

- La forma de onda de entrada con

respecto a la salida que resulta:




Figura # 1: Señal de entrada

Figura # 2: Señal de Salida

- La señal de salida “cambia de nivel” a 0V durante el intervalo de 0 a T/2, pero, mantiene la misma excursión de voltaje total (2V) que la entrada.:

“ La excursión de voltaje total de la señal de salida es igual a la excursión de voltaje total de la señal de entrada “



17.117.1-- Cambiador de NivelCambiador de Nivel-- PROBLEMAS # 1: PROBLEMAS # 1: Determinar Determinar vvOO, para el circuito de la figura para la , para el circuito de la figura para la

entrada que se indica. Con f=1000 entrada que se indica. Con f=1000 HzHz




Circuitos cambiadores de nivel con diodos ideales (5Circuitos cambiadores de nivel con diodos ideales (5ττ=5RC>T/2)=5RC>T/2)



17.117.1-- Cambiador de NivelCambiador de Nivel- Circuito de cambio de nivel con una entrada senoidal



17.217.2-- Diodo ZenerDiodo Zener

-- Circuito Equivalente de diodo ZenerCircuito Equivalente de diodo Zener



17.217.2-- Diodo ZenerDiodo Zener

- Para el Regulador Zener básico puede suceder los siguientes

pasos:

Vi y R FIJAS

Vi FIJO y RL VARIABLE

Vi VARIABLE y RL FIJA

Circuito BCircuito Báásico aplicado a un zenersico aplicado a un zener



17.217.2-- Diodo ZenerDiodo ZenerVi y R FIJASVi y R FIJAS

- V ≥ VZ, el diodo Zener está en estado “encendido”

- Si V < VZ, el diodo Zener está en estado “apagado”

- VL = VZ

- IR = IZ + IL- IZ = IR - IL

L

ZL R

VI =

RVVi

RV

I LRR

−==



17.217.2-- Diodo ZenerDiodo ZenerVi y R FIJASVi y R FIJAS

- La potencia disipada por el diodo Zener está determinada por:PZ = VZ. IZ

el cual debe ser menor que la PZM especificada para el dispositivo.



17.217.2-- Diodo ZenerDiodo ZenerVi FIJO y RVi FIJO y RLL VARIABLEVARIABLE

- La variación de RL puede llevar a que el diodo zener no trabaje en la zona de regulación hay que determinar un rango de trabajo conla RL

- Para la resistencia de carga mínima que encenderá el diodo Zener, simplemente se calcula el valor de RL y dará como resultado un voltaje de carga VL = VZ , Es decir:

L

LZL RR

ViRVV+

==.




Z

ZL VVi

VRR−

=.

min

- Despejando RL de la ecuación anterior:

- La condición definida por la ecuación anterior establece el RL mínimo, pero a su vez especifica el IL máximo como:

Lmín

Z

L

LLmáx R

VRVI ==




- Una vez que el diodo está en estado “encendido”, el voltaje a través de R permanece constante en:

- La IR permanece fija en:

VR = Vi– VZ

RVI R

R =

- La corriente Zener: IZ = IR - IL

Resultado un IResultado un IZZ mmíínimo cuando Inimo cuando ILL es un mes un mááximo, y un Iximo, y un IZZ mmááximo ximo cuando Icuando ILL es un valor mes un valor míínimo debido a que Inimo debido a que IRR es constante.es constante.




- Dado que IZ está limitada a IZM como se especificó en la hoja de datos, afecta el rango de RL y por tanto de IL. Sustituyendo IZM por IZestablece el IL mínimo como:

ILmín = IR – IZM

y la resistencia de carga máxima como

minmax

L

ZL I

VR =



17.217.2-- Diodo ZenerDiodo ZenerVi VARIABLE y RVi VARIABLE y RLL FIJAFIJA

- Para los valores fijos de RL, el voltaje vi debe ser lo suficiente grande para encender el diodo Zener.

- El voltaje de encendido mínimo Vi= Vi(min) está determinado por::

RRViRVV

L

LZL +==

.

L

ZL

RVRRVi ).(min +

=



17.217.2-- Diodo ZenerDiodo ZenerVi VARIABLE y RVi VARIABLE y RLL FIJAFIJA

- El valor máximo de Vi está limitado por la corriente Zener máxima IZM. Debido a que IZM = IR – IL

IRmáx = IZM + IL

- Debido que a IL está fijo en VZ / RL es el valor máximo de IZ, el máximo Vi se define por:

Vimáx = VRmáx + VZ

Vimáx = IRmáx.R + VZ



17.217.2-- Diodo ZenerDiodo ZenerAPLICACIONESAPLICACIONES

- Pueden establecerse dos o más niveles de referencia al colocar diodos Zener en serie

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