Relevamiento:

Universidad Abierta Interamericana
5to B - Ingeniería en Sistemas
Electromagnetismo – Estado Sólido II
INFORME DE LABORATORIO
Trabajo práctico Nº2
Obtención de la curva característica de un diodo
Fecha de realización: Mayo del 2009
Profesor: Lic. Enrique Cingolani
Profesor Adjunto: Sola
Integrantes del grupo:
o
o
o
o
Gigante, Gonzalo
Canale, Mariano
Diaz, Matias
De Ortúzar, Esteban
Universidad Abierta Interamericana
Objetivo.
Realizar el estudio de la unión P-N. Obtener la curva característica
tensión-corriente de un diodo.
Introducción.
Se
ha
observado
en
forma
teórica
que
los
diodos
tienen
la
característica de permitir la conducción de corriente eléctrica cuando están
conectados en el circuito en polarización directa con respecto a la fuente
de alimentación. Si la fuente se conecta al revés no puede circular la
corriente.
El voltaje mínimo a entregar a partir del cual se comienza a registrar
corriente en el circuito depende del material con el que está construido, en
el silicio corresponde a 0,7v y en el germanio a 0,3v.
Graficando la curva real del voltaje en el diodo se observa una diferencia
considerable con respecto a lo esperado:
El propósito de este trabajo es determinar la curva real del diodo a
través de una experiencia práctica.
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Ecuación de la curva real:
q v
I= I0 (e ηkT - 1 )
Donde:
q
v
η
k
T
=
=
=
=
=
carga del electrón
tensión en el diodo
Constante que depende del material
Constante de Boltzman
Temperatura (°K)
Elementos necesarios.





Dos multímetros
Protoboard
Fuente de corriente continua
Una resistencia de 2 K
Un diodo
Multímetro.
El multímetro es un instrumento que se utiliza para medir diversos
parámetros en los circuitos
uno,
ya
que
potencial),
usualmente
amperímetro
eléctricos. Comprende varios instrumentos en
incluye
(para
voltímetro
medir
(para
corrientes)
medir
y
diferencias
óhmetro
(para
de
medir
resistencias), cada uno con varias escalas de medición.
Medición de diferencia de potencial.
Para
medir
diferencia
de
potencial
(tensión
o
voltaje)
sobre
un
elemento de un circuito eléctrico, se deben colocar las puntas de medición
del
voltímetro
sobre
cada
uno
de
los extremos
del
mencionado
elemento,
realizando una conexión en paralelo.
Para que la medición de tensión no interfiera con el circuito, es
evidente que por el voltímetro debe circular la menor corriente posible, de
modo
que
la
corriente
circulante
sobre
el
elemento
en
el
cual
estamos
midiendo diferencia de potencial no se vea afectada. De esto se deduce que
la
resistencia
resistencia
del
interna
elemento
del
voltímetro
sobre
el
cual
debe
se
ser
quiere
mucho
medir
voltímetro ideal debería tener resistencia interna infinita.
mayor
la
que
la
tensión.
Un
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Medición de corriente eléctrica.
Si se desea medir la corriente que circula por una rama de un circuito
eléctrico, se debe intercalar un amperímetro en esa rama, de forma tal que
la corriente pase en su totalidad por dicho instrumento, realizando una
conexión en serie.
Para
que
la
medición
de
corriente
no
interfiera
con
el
circuito
original, es evidente que la intercalación del amperímetro no debe modificar
la
corriente
que
circulaba
por
esa
rama
del
circuito.
Para
esto
la
resistencia interna del amperímetro debe ser mucho menor que la resistencia
equivalente de la rama donde fue intercalado. Un amperímetro ideal debería
tener resistencia interna nula.
Medidas de precaución.
Es muy importante verificar antes de realizar cada medición que el
multímetro se encuentre seleccionado en el tipo y rango de la magnitud a
medir.
Sabiendo
lo
que
se
quiere
medir,
se
magnitud en el multímetro y comenzar a
debe
seleccionar
el
tipo
de
utilizar el rango más alto del
instrumento.
El multímetro es un instrumento que permite medir diversas magnitudes
eléctricas.
Se
lo
utiliza
principalmente
para
mediciones
de
tensiones
(Volt), corrientes (Amper) y resistencias eléctricas (Ohm), las cuales son
las magnitudes que deben medirse en la presente práctica.
Protoboard.
Para el armado de los circuitos que se estudiarán en el laboratorio,
se utilizará el protoboard. Este es un dispositivo de gran utilidad que
permite
la
conexión,
resistencias,
sin
capacitores,
soldadura,
etc.),
de
cualquier
posibilitando
circuitos eléctricos con gran facilidad.
armar
componente
(fuentes,
y probar
distintos
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Desarrollo de la experiencia
1. Se procedió a armar el siguiente circuito:
R = 0,22 K
V
Vf
I
2. La fuente de alimentación (Vf) fue regulada para producir una serie de
voltajes conocidos y mediante la ayuda de un amperímetro (I) y de un
voltímetro (V) se procedió a realizar la lectura de intensidad de
corriente y voltaje en el diodo.
3. Con los datos obtenidos se construyó
corriente en función del voltaje.
un
gráfico
para
visualizar
la
4. Se repitió la experiencia cambiando los polos de la fuente de
alimentación para observar que en polarización inversa el diodo mantenga
el circuito abierto.
Resultados
Tabla 1: Valores obtenidos
- Polarización directa:
Vf(Volt)
I (mA)
Vd (Volt)
0,00
0,20
0,40
0,80
1,20
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
2,40
2,60
2,80
3,20
3,60
4,00
4,40
4,80
5,20
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,02
0,17
0,34
0,65
2,26
3,04
3,74
5,39
7,02
8,47
10,17
11,80
13,54
0,00
0,18
0,42
0,76
1,22
1,60
1,69
1,74
1,78
1,81
1,87
1,89
1,91
1,95
1,99
2,04
2,07
2,09
2,12
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Curva característica del Diodo
Intensidad de Corriente [mA]
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
-16,00 -14,00 -12,00 -10,00
-8,00
-6,00
-4,00
0,00
-2,00-2,000,00
2,00
4,00
Voltaje registrado en Diodo (Vd) [v]
Nota: Se acercó una fuente de calor al diodo y se observó que permite la
conducción en inversa en el circuito con un voltaje menor al esperado.
Tabla 2: Polarización inversa:
Vf(Volt)
0
2
4
6
8
10
12
14
I (mA)
0
0
0
0
0
0
0
0
Vd (Volt)
0
1,94
4,02
5,96
7,93
9,97
11,99
13,9
Nota: El circuito permanece cerrado pero se detectan variaciones por la
presencia del voltímetro en el circuito, que posee una resistencia interna
muy grande.
Conclusiones.
Los
resultados
del
experimento
demuestran
en
forma
práctica
las
propiedades de los diodos. Se observa que en polarización directa el diodo
comienza a conducir a partir de un voltaje dependiendo de la temperatura y
del material. En polarización inversa no hay conducción a través del diodo.
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Apendices.
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Bibliografía.
Apuntes de Electromagnetismo y Estado Solido II