Prof. María Isabel Schiavon - fceia.unr.edu.ar 2 - Elementos... · Doblador de tensión. T1 T2-V V

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  • Prof. Mara Isabel Schiavon

  • recta de carga esttica

    Rvi RR = dt

    dvCi CC = dtdiLv LL =

    R L C

    +

    _

    i x

    vx

    V

    V

    v iR V/R

    ( )R

    xx

    vVi =

    V-ViM V+ViMtsenVv Mi =

    ix

    vx

    Recta de carga dinmica:( )

    Rxi

    xvvVi +=

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  • elemento no lineal

    ( ) Ts2TxxTsx

    VvsiVvki

    Vvsi0i

    =

    =( )

    Rx

    xvVi =

    recta de carga

    +

    _

    i x

    vxV

    V

    v iR V/R

    ix

    vx Q

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  • Solucin analtica ( )

    ( )R

    x2TxTs

    vVVvkVvsi =

    ( ) Ts2TxxTsx

    VvsiVvki

    Vvsi0i

    =

    = ( )R

    xx

    vVi =

    RkT

    2

    Rk2Rk21

    TxVV1Vv +

    +=

    TRkT

    2

    Rk2Rk21

    Tx VVV1Vv +

    =

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  • mantiene al dispositivo dentro de la zona lineal

    lmite pequea seal

    modelos seccionalmente lineales para linealizar dispositivosno lineales

    Cada segmento es tangente a la curva

    en un punto determinado

    El nmero de segmentos

    depende de la precisin necesaria

    +

    _V

    v iR

    ix

    vx

    i x

    vxV

    V/R

    vx

    ix Q

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  • Diodos

    Semiconductores

    Prof. Mara Isabel SchiavonDiodos Semiconductores

  • TD

    Vv

    oD eIi

    oD Ii VBrV

    IT

    Curva caracterstica

    = 1eIi T

    DV

    v

    oD

    diodo comnq

    kTVT =Equivalente en tensin de la temperatura

    @25C VT=25mV

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  • V7,0VV6,0Silicio

    V2,0VV1,0Germanio

    V1VV9,0ArGa

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  • Datos del fabricante

    V I PPMAX IMAX

    V @ IT ( 10%PMAX

    Io se duplica cada 10C

    V disminuye 2,5mV/C

    Dependencia con la T

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  • 0v0i0v0i

    DD

    DD

    Polarizacin directa el diodo fija su tensin vD = V 0iD depende del circuito externo

    Polarizacin inversa el diodofija su corriente iD= 0vD

  • Modelo entercera aproximacin

    rdir < 5

    V

    rdir

    IT

    iZ +

    vz

    _IT rdir

    V

    a

    b

    0v0i

    Vv0i

    DD

    DD

    V

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    zZ

    ZZ

    iiii

    +=

    +=

    T

    T

    II

    iza

    b

    cd

  • V

    Polarizacin como zener

    Polarizacin como diodo

    comnCurva caracterstica

    diodo zener

    zener Vz7V(colisiones)

    Ruptura

    varistor

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  • Diodos varactor Opera en polarizacin inversa como capacitor variable.El valor de la capacitancia depende inversamente de latensin de entrada. Diodos tnel (diodo Esaki)Presenta una zona de resistencia negativa(entre los 50 y los 250 mV).

    LED (ligth emitting diode).Transforman corriente elctrica en luz. Fotodiodo.Transforma la energa lumnica en corriente elctrica. En polarizacin inversa la corriente inversa es proporcional a la intensidad de luz efectiva que incide en el dispositivo.

    Alta velocidad

    Diodos SchottkyJuntura metal-semiconductor (Si tipo n). Diodos PINjuntura semiconductor-semiconductor con material intrnsenco entre ambas.

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  • Separa

  • Circuitos con diodos

    Prof. Mara Isabel SchiavonCircuitos con Diodos

  • Circuitos

    RectificadoresMedia onda

    Onda completa

  • R1

    C

    +

    -

    +

    vo(t)-

    D R2vi(t)

    Rectificador de media onda con filtro capacitivo

  • R1 C+

    vi(t)-

    +

    vo(t)-

    DR2

    intercambiandodiodo y capacitor

    T1 T2

    -V

    V

    t

    vi(t)

    Circuito fijador

    R1

    C

    +

    -

    +

    vo(t)-

    D R2vi(t)

    rectificador de mediaonda con filtro capacitivo

    Doblador de tensin

  • T1 T2

    -V

    V

    t

    vi(t)

    T

    Si T2diodo en polarizacin inversa

    vo =v(R2)

    Si T1 diodo en polarizacin directa

    vo =V

    R1

    C+

    vi-

    +

    vo(t)-

    DR2

    (t)

    R1

  • El capacitor se carga en forma exponencial aV- V

    El capacitor se descarga exponencialmente a -V

    V2

    V1vC

    c=R1C

    d =(R1+R2)C

    ( ) += tfifC eVVVv )t(

    T1 T2-V

    V

    t

    T

    vi

    Al cabo de T2 el capacitor se carg al valor V2

    vC(T2)=V2

    Al cabo de T1 el capacitor se carg al valor V1 vC(T1)=V1

    vCc =R1 C T/2

  • El valor mximo de la salida es V

    Excursin salida = Excursin entrada

    tensin directa del diodo

    FIJADOR

    c =R1 C >T/2En el semiciclo

    negativo el capacitorse descarga poco

    R1

    C+

    vi-

    +

    vo(t)-

    DR2

    (t)

  • d =(R1+R2 )C

  • T/2 = c =R1C = 0,1d

    transitoriorgimen

    permanente

    R1

    C+

    vi-

    +

    vo(t)-

    DR2

    (t)

  • T/2 < c = R1C = 0,1dR1

    C+

    vi-

    +

    vo(t)-

    DR2

    (t)

  • T/2 > c = R1 C = 0,1dR1C

    +

    vi-

    +

    vo(t)-

    DR2

    (t)

  • fi = 5KHz T/2 = 200 seg

    R2 = 100K C = 0,1 F

    R1 = 0,1K

    R1 = 1K

  • c

  • c =R1C =T/2 =0,1d = 0,1(R1+R2 )CR1 C+

    vi-

    +

    vo(t)-

    D R2+

    E(t)

    A

    E = 2V

    Vmnimo -V

    Vmximo E+V

    VoV + E +V

  • c =R1C =T/2 =d =(R1+R2 )CR1 C+

    vi-

    +

    vo(t)-

    D R2+

    E(t)

    A

    E = - 2V Vmximo-E+V

    Vo=V + E +V

  • Consejos para el anlisis Circuito Fijador

    Determinar cual de las polaridades de la entrada provoca la conduccin del diodo

    Suponer que el capacitor se descarga muy lentamente cuando el diodo no conduce

    d >> T/2

    Suponer carga muy rpida del capacitor cuando el diodo conduce c =R1C

  • Ejemp

    losenoidal de tensin mxima 20V y f = 100Hz que

    como mximo puede entregar una corriente

    R1 C+

    vi-

    +

    vo(t)-

    D R2

    +E(t)

    A Vmximo-E+V

    E 5V + V

    T/2 = 5mseg < 0,1d

    Vmx(R1) < 20V + 5V 50 < R1 < 0,1R2

    d= (R1+ R2) C R2C

    Disear un circuito que excitado con una onda

    instantnea de 0,5A, reproduzca la forma de ondade la entrada y fije una tensin mxima a la salida -5V

    R2 = 10K

    C = 10FDiodo: VIP>25V

    IS>25 mA si R1 = 500 c= R1 C T/2