Laboratorio Dispositivos Activos - Características del diodo zener

UNIVERSIDAD DEL CAUCA
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES, EXACTAS Y DE LA EDUCACIÓN
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
LABORATORIO DE DISPOSITIVOS ACTIVOS
Adaptó: Ing. Arbey Osorio Dulce
arbey.osorio@gmail.com
PRÁCTICA
LABORATORIO
CARACTERÍSTICAS DEL DIODO ZENER
“Si no puedo dibujarlo, es que no lo entiendo”
Albert Einstein
OBJETIVOS
1. Medir los efectos de las polarizaciones directa e
inversa en un diodo Zener.
2. Determinar y graficar las características de voltajecorriente de un diodo Zener.
3. Construir un regulador de voltaje Zener y determinar,
de manera experimental, el intervalo dentro del cual
el diodo Zener produce un voltaje constante.
MATERIALES
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Fuente de alimentación cd regulada y variable.
Dos multímetros digitales.
Una protoboard.
2 conectores caimán-banana.
Cables para conexionado.
1 resistencia 3300 Ω a 1/2 W
1 resistencia 240 Ω a 5 W.
1 diodo Zener 1N4740 (o equivalente).
3. Ajuste la salida de VAA de manera que el voltaje VBC
sea igual a cada uno de los indicados en la Tabla 1.
Mida la corriente a través del diodo; en cada ocasión
Calcule la resistencia RZ del diodo (RZ = VBC / I) y
anote los resultados obtenidos en la Tabla 1
4. Ajuste el valor de VAA de manera que la corriente del
diodo I sea de 2 mA. Mida el voltaje VBC del diodo y
anótelo en la Tabla 1. Calcule RZ y anote su valor en
la Tabla 1.
5. Repita el paso anterior para todos los valores de
corriente y anote los valores respectivos de VBC y RZ
en la Tabla 1.
CARACTERÍSTICAS VOLTAJE –
CORRIENTE: POLARIZACIÓN DIRECTA
PROCEDIMIENTO
1. Lea completa y detenidamente esta guía; asegúrese
de comprenderla y contar con todos los elementos
necesarios para la realización de la práctica antes de
llevar a cabo cualquier otra labor.
6. Ajuste VAA a 0 V y apáguela. Invierta la posición del
diodo en el circuito. Encienda la fuente y anote en la
Tabla 2 la corriente directa del diodo para cada nivel
de voltaje VBC indicado; en cada caso calcule la
resistencia directa RF = VBC / IK. Registre sus
resultados en la Tabla 2.
CARACTERÍSTICAS VOLTAJECORRIENTE: POLARIZACIÓN INVERSA
2. Arme el circuito de la Figura 1 ajustando el valor de
tensión de la fuente VAA a 0 V. En estas condiciones
mida la corriente, si la hay, a través del diodo.
Registre sus observaciones en la Tabla 1.
Laboratorio de Dispositivos Activos – Características del diodo Zener
Ing. Arbey Osorio Dulce
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FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES, EXACTAS Y DE LA EDUCACIÓN
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LABORATORIO DE DISPOSITIVOS ACTIVOS
Adaptó: Ing. Arbey Osorio Dulce
arbey.osorio@gmail.com
EL DIODO ZENER COMO REGULADOR
DE VOLTAJE
7. Arme el circuito de la Figura 2 con la fuente de
alimentación VAA en 0 V. Aumente poco a poco el
voltaje de alimentación VAA hasta que la corriente del
diodo de una lectura de 20 mA; en este punto mida
los voltajes VAA, VBC y la corriente IT. Anote los
resultados en la Tabla 3.
8. Determine los valores VAB, IZ, IT y VAA para los cuales
VBC se conserva dentro de ±0.1 V de su valor
obtenido en el paso anterior. Registre sus resultados
en la Tabla 3.
PRÁCTICA
LABORATORIO
PROCESAMIENTO DE DATOS
1. Con base en los resultados de las Tablas 1 y 2 trace:
a. Una gráfica de la corriente del diodo (eje vertical)
en función del voltaje del diodo.
b. Una gráfica amplificada de la corriente del diodo
en función del voltaje dentro de la región Zener.
Cuál es la importancia de ésta gráfica? Cómo se
utiliza en el diseño de un regulador que emplea
un diodo Zener de 10 V?
c. Una gráfica de la resistencia del diodo en función
del voltaje, tanto para la configuración de
polarización inversa como la de polarización
directa.
2. Compare la polarización de un diodo de unión (Guión
1: Características del diodo de unión) con la de un
diodo Zener en una aplicación normal.
Figura 1. Circuito para pruebas de la práctica.
3. Qué parte de las características de un diodo Zener es
la más útil en las aplicaciones de regulación de
voltaje? Porqué?
4. Con base en la Tabla 3 explique cómo funciona el
circuito regulador tratado. El circuito permite
compensar los cambios en el voltaje de entrada, VAA,
así como los de la corriente de carga, IL? Explique.
BIBLIOGRAFÍA
Figura 2. Circuito para pruebas de la práctica.
ZBAR, Paul B. Prácticas de electrónica. Alfaomega. México
D.F. 2001.
9. Entregue preinforme claro y ordenado de la práctica
al profesor del curso. Limpie y ordene los elementos y
su sitio de trabajo. Haga entrega formal del material
al laboratorista.
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PRÁCTICA
LABORATORIO
PREINFORME
CARACTERÍSTICAS DEL DIODO ZENER
GRAN
GRUPO
NOMBRE
INTEGRANTES
PROFESOR
FECHA
TABLA 1. Polarización inversa.
Paso
2
3
PEQUEÑO
GRUPO
VBC
(V)
0.0
2.0
6.0
7.0
8.0
I
(mA)
RZ
(Ω)
1
2
3
4
5
TABLA 3. Regulación de voltaje.
Paso
VBC
(V)
5
4
CÓDIGO
2.0
I
(mA)
5
10
20
30
40
50
RZ
(Ω)
Paso
7
8
VAB
VBC =
VBC + 0.1
VBC - 0.1
IZ (mA)
20
IT (mA)
VAA
TABLA 2. Polarización directa.
Paso
6
VBC (V)
I (mA)
RF (Ω)
0
𝒗𝜸 − 𝟎, 𝟒𝑽
𝒗𝜸 − 𝟎, 𝟑𝑽
𝒗𝜸 − 𝟎, 𝟐𝑽
𝒗𝜸 − 𝟎, 𝟏𝑽
Vγ
𝒗𝜸 + 𝟎, 𝟏𝑽
𝒗𝜸 + 𝟎, 𝟐𝑽
𝒗𝜸 + 𝟎, 𝟑𝑽
VALORACIÓN GUIÓN - PRÁCTICA
Por consenso entre los integrantes del pequeño grupo, diligencie la siguiente tabla con la cual valorará el guión y la práctica
desarrollada.
CRITERIO
BAJO
NIVEL
MEDIO
ALTO
OBSERVACIONES
Claridad guión
Pertinencia tema guión
Dificultad práctica
Facilidad adquisición componentes
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Ing. Arbey Osorio Dulce