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Circuitos No - Lineales

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by

Atahualpa Silva

on 6 November 2013

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Transcript of Circuitos No - Lineales

PRÁCTICA #3

Circuitos no lineales

¿Qué son los circuitos lineales?
¿Qué son los elementos no lineales?
¿Qué son los circuitos no lineales?
¿Qué es un Diodo Semiconductor?
Polarización Directa
¿Qué es un semiconductor?
Un circuito lineal, es aquel que no cambia los valores de los componentes electrónicos como su resistencia eléctrica, capacitancia, inductancia, ganancia al variar el voltaje o la corriente en el circuito.
La relación entre voltaje aplicado y corriente no es constante.
Ejemplo de un elemento no-lineal es el común bombillo.
Ejemplos de dispositivos no-lineales son el tubo electrónico y el transistor.

Cuando en un circuito eléctrico se emplea uno o más elementos no-linea­les, el circuito se llama no-lineal.
La red no-lineal no obedece a la ley de Ohm en su formulación usual que es la estática, pero si a su formulación dinámica.
La polarización directa, o paso fácil, se produce cuando el terminal positivo de la fuente de tensión está unido al cristal tipo P y el terminal negativo al tipo N.
Profesor:
Santiago Suárez
Integrantes:
Atahualpa Silva
Estefania Baldini

Caracas, 6 de Noviembre del 2013
Universidad Católica Andrés Bello
Facultad de Ingeniería
Escuela de Informática
Laboratorio de Física

Un semiconductor es una sustancia cuya conductividad es menor que la de un conductor y mayor que la de un aislante.
Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido.
Está formado por la unión de dos porciones de semiconductores con diferente dopado, uno tipo N y otro tipo P.
Se forma de la unión metalúrgica de un semiconductor ligeramente dopado con un metal como aluminio o platino.
Diodo LED
(Light Emitting Diode)
Son utilizados como dispositivos de despliegue (pantallas).

La intensidad de la luz tiene dependencia lineal con la corriente de excitación. Las corrientes típicas de circulación están entre 10mA a 50mA.
1.d. Con los puntos obtenidos en los apartes 1.a y 1.b, realice la gráfica I(V) para el diodo semiconductor.

1.e. A partir de la curva tensión–corriente obtenida, determine el voltaje de conducción del diodo semiconductor (indíquelo en la gráfica y tabla de valores).
2.d. Para cada par de valores de voltaje e intensidad, calcule la resistencia del filamento del bombillo aplicando la ley de Ohm. Represente estos valores junto a la tabla de Vb e ib.
2.e. Haga un gráfico de Rb en función de ib en papel milimetrado y semilog. Deduzca la relación entre las dos magnitudes.

Nota: Si obtiene una recta en papel semilog, aplique el método de mínimos cuadrados y obtenga la relación empírica.
2. Caracteristica tension corriente de un bombillo con filamente de tungsteno.
1.a. Monte el circuito que se muestra a continuación.

1.b. Varíe la tensión Vo y mida el voltaje Vd y la corriente Id (considere para Vd seis valores entre 0 V y 0,4 V e, igualmente, entre 0,4 V y 0,7 V). Vacíe los valores obtenidos en una tabla.

1.c. Invierta el diodo y varíe V0 entre 0 y 20 V. Considere diez medidas en dicho intervalo. Realice previamente un dibujo donde esquematice cómo conectará el o los multímetros para medir Vd e Id en este caso.
1. Característica tensión-corriente de un diodo semiconductor
3.a. Monte el circuito de la experiencia 1, colocando en este caso el LED que se encuentra en su tablero de trabajo. El LED soporta una tensión ánado- cátodo aproximadamente de 1,5V y una corriente de 20mA.

3.b. Alimente el circuito con una tensión de 9V, mida el voltaje en el LED y en la resistencia de protección. Calcule la intensidad de corriente que circula por la resistencia, conocidos los datos de la sección (3.a.). Analice sus resultados.

3.c. Invierta el LED y repita todo el procedimiento de la sección (3.b.). Analice sus resultados.

3.d. Considere para las medidas realizadas en (3.b. y 3.c), que el LED tiene las siguientes características Vd = 2V y Id = 30mA. Repita los cálculos rezados en las secciones anteriores.
¡ GRACIAS !
Semiconductor tipo N
Exceso de portadores negativos (electrones).
Semiconductor tipo P
Exceso de portadores de carga positivas o huecos.
La flecha indica la dirección en que la corriente fluye fácilmente.
Polarización Inversa
Se establece que un diodo semiconductor está polarizado inversamente, o en paso difícil, cuando el terminal positivo de la fuente de tensión está conectado al cristal tipo N y el terminal negativo al cristal tipo P.
Curva característica del Diodo Semiconductor
Diodo Schottky
Diodo Varactor
Funciona como un capacitor o condensador controlado por voltaje, en el que la capacitancia se reduce en función del incremento de voltaje de polarización inversa.


Utilizados en muchas aplicaciones de circuitos de alta frecuencia y típicamente en circuitos de modulación de frecuencia y osciladores controlados por voltaje.
Diodo Zener
Diodo Túnel
Produce el efecto túnel que da origen a una conductancia diferencial negativa en un cierto intervalo de la característica corriente-tensión.

La presencia del tramo de resistencia negativa permite su utilización como componente activo(amplificador/oscilador). Una característica importante del diodo túnel es su resistencia negativa en un determinado intervalo de voltajes de polarización directa. Cuando la resistencia es negativa, la corriente disminuye al aumentar el voltaje.
Tipos de Diodos
Según su construcción, se podría decir que existen dos tipos de diodos: de contacto por punta y de unión.
Diodos de Contacto por Punta
Están formados por un cristal semiconductor montado sobre una base de metal y por un alambre terminado en punta, la cual hace contacto a presión con el semiconductor. Un terminal de conexión exterior va soldado al extremo libre del alambre y el otro a la base del metal.
Diodos de Unión
Los diodos de unión están formados por la unión de dos cristales de diferentes clases: uno tipo N y otro P. Los terminales de conexión exteriores van unidos a las superficies extremas de los cristales. Este tipo de diodo trabaja con potencias más elevadas que los de contacto por punta.
Se forma de la unión metalúrgica de un semiconductor ligeramente dopado con un metal como aluminio o platino.
Diodo Schottky
En fuentes de baja tensión en la cuales las caídas en los rectificadores son significativas.
Circuitos de alta velocidad para computadoras donde se necesiten grandes velocidades de conmutación y mediante su poca caída de voltaje en directo permite poco gasto de energía.
Tienen la propiedad de conducir una elevada corriente cuando están polarizados inversamente. Se utilizan como reguladores de voltaje, entre otras aplicaciones.
Filamento de Tungsteno
En un conductor como el tungsteno, si las corrientes son suficientemente bajas, se observa un comportamiento lineal; pero al aumentar la corriente ocurre que la recta de la gráfica I(V) pierde linealidad, es decir, toma una curvatura.
La curva característica I(V) resulta una línea recta que pasa por el origen, siendo el inverso de la pendiente la resistencia del material. La pendiente (constante de proporcionalidad) es independiente de la diferencia de potencial.
Lámpara o Bombillo de Neón
Está constituida por dos electrodos ubicados dentro de una ampolla de vidrio, la cual se ha llenado con gas neón baja presión.

Los portadores de carga no son constantes. A medida que aumenta la tensión, los iones primarios son acelerados más intensamente y pueden ionizar por choques a los átomos que encuentran a su paso incrementando así el número de portadores.
PARTE EXPERIMENTAL
2.a. Monte el circuito que se muestra a continuación:
2.b. Varíe V0 hasta observar que el bombillo se enciende. Vuelva la perilla de la fuente a cero y considere quince valores entre éste y un voltio por encima del valor de voltaje para el cual se encendió el bombillo. Mida los valores de Vb y de ib (observe de nuevo el voltaje de encendido).

2.c. Grafique los valores obtenidos [V(i)] e indique el voltaje de encendido.
3. Comportamiento de un LED.
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