Nombre________________________Fecha________________________Instructor__________________________EXPERIMENTO

Caractersticas del Diodo

Objetivo Llegar a familiarizarse con diodos de silicio y germanio.Equipo requerido:Instrumento: multmetro digital.Componentes:Resistencias 1 de 1-kohm y 1 de 1-MohmDiodos: Silicio y germanioEquipo: Fuente de corriente continua.Miscelneos: Demostracin 1 pistola de calor.

Resumen de la teora:Los multmetros digitales modernos pueden determinar la condicin de un diodo. Ellos tienen una escala denotada por un smbolo de diodo que indicara la condicin del diodo en la regin de polarizacin directa e inversa. Si conectamos para establecer una condicin de polarizacin directa el multmetro visualizara la tensin directa en el diodo en un tpico nivel de corriente aproximado de 2 mA. Si se conecta para una polarizacin inversa un OL deber aparecer en la pantalla para apoyar la aproximacin de circuito abierto aplicado con frecuencia a esta regin. Si el multmetro no tiene la opcin para poder checar un diodo, tambin se puede checar obteniendo la medicin del nivel de resistencia en polarizacin directa e inversa. Ambas tcnicas para checar un diodo sern introducidas en la primer parte de la prctica.Las caractersticas de un diodo de silicio y de germanio tienen la forma mostrada en la figura 2.1, observe la carga en ambos ejes horizontal y vertical. En la regin inversa parcial las corrientes de saturacin inversas son limpiamente constantes de 0 V al potencial Zener. En la regin de tendencia avanzada la corriente aumenta bastante rpidamente con el voltaje de diodo creciente. Note que la curva es creciente casi verticalmente en un voltaje avanzado parcial de menos que 1V. La corriente de diodo avanzada parcial ser limitada nicamente por la red en la cual el diodo es unido o por la corriente mxima o la posicin de poder del diodo.

El potencial de tiroteo " o el voltaje de umbral es determinado ampliando una lnea tangente directa ( lneas discontinuas en la fig 2.1) a las curvas hasta que esto golpee el eje horizontal. La interseccin con el eje VD determinar el voltaje de umbral VT.

La corriente continua o la resistencia Esttica de un diodo en cualquier punto sobre las caractersticas son determinadas por la proporcin del voltaje de diodo en aquel punto, divididas por la corriente de diodo, Es decir:

ohms

La resistencia de corriente alterna en una corriente de diodo particular o el voltaje pueden ser determinados usando una lnea de tangente dibujada como se muestra en la figura 2.1. El voltaje resultante y las desviaciones de corrientes pueden ser determinados y la ecuacin siguiente aplicada: ohms

Esto se puede demostrar a travs del clculo diferencial que la resistencia de corriente alterna de un diodo en la seccin de subida vertical de las caractersticas est dada por:

Para los niveles de corriente en y debajo de la rodilla de la curva la resistencia de corriente alterna de un diodo de silicio esta mejor aproximada por:

Procedimiento: parte 1 prueba de diodo Prueba de escala del diodo El diodo que prueba la escala del multmetro digital puede ser usado para determinar la condicin de un diodo, con una polaridad, el multmetro debera proporcionar " el potencial de tiroteo " del diodo, mientras la conexin inversa debera causar una respuesta "de OL" para apoyar la aproximacin de circuito abierto. Usando la conexin en la fig 2.2, la fuente de corriente constante de aproximadamente 2mA internos al multmetro expedirn la unin a arcas, y un voltaje en la vecindad de 0.7V (7000 mV) deberan ser obtenidos para el silicio y .3V (300 mV) para el germanio. Si los conductores son invertidos, un OL deber ser obtenido.

Si una lectura baja (menos de 1 V) es obtenida en ambas direcciones, la unin se pone en corto circuito internamente. Si una indicacin de OL es obtenida en ambas direcciones, la unin est abierta.Realice las pruebas de mesa 2.1 para diodos de germanio y el silicio:PruebaSiGe

Adelantado

Opuesto

Basndose en los resultados de la tabla los dos diodos estn en buen estado?Escalas de resistencia.Como se indica en el Resumen de la teora, la condicin de un diodo tambin se puede comprobar con las escalas de resistencia de un VOM o medidor digital. Usando las escalas apropiadas del VOM o DMM, determinar los niveles de resistencia de polarizacin directa e inversa de los diodos de Si y Ge. Anotar los resultados en la Tabla 2.2.

PruebaSiGe

Adelantado

Opuesto

Aunque el potencial de disparar no es revelado, utilizando las escalas de resistencia, un "buen" diodo resultar estar en un nivel de resistencia ms baja en el estado de polarizacin directa y un nivel de resistencia mucho mayor cuando est polarizada inversa.Con base en los resultados de la Tabla 2.2, estn los dos diodos en buenas condiciones?

Parte 2. Caractersticas de diodo de polarizacin directa.En esta parte del experimento vamos a obtener datos suficientes para trazar las caractersticas de polarizacin directa de los diodos de silicio y germanio en la Fig.2.5.

a. Construir la red de la figura. 2.4 con la alimentacin (E) ajustada a 0 V.Registre el valor medido de la resistencia.

b. Aumenta la tensin de alimentacin hasta VT (no E) lea 0,1 V. Entonces medir VD e insertar en la Tabla 2.3. Calcular ID utilizando la ecuacin se muestra en la Tabla 2.3.

Vo contra el diodo de silicio

c, Repita el paso b para el resto de parmetros de VR .d. remplace el diodo de silicio por un diodo de germanio y completa la Tabla 2.4.

e. Sobre fig 2.5. Trace ID contra VD para diodos de germanio y silicio. Termnese con las curvas ampliando la regin inferior de la curva a la interseccin del eje en ID = 0 mA y VD =0 V etiquetar cada curva e indicar claramente los puntos de datos. Sea ordenado! f . En qu difieren las dos curvas? Cules son sus similitudes?

Parte 3. Polarizacin inversaa. En la Fig. 26 una condicin de polarizacin inversa ha sido establecida. Puesto que la corriente de saturacin inversa ser relativamente pequeo, se requiere una gran resistencia de 1 Mohm si el voltaje a travs de R es de dimensiones medibles. Construir el circuito de la figura. 2.6 y registrar el valor medido de R en el diagrama.

b . Mida el voltaje VR. Calcule la corriente de saturacin inversaDe Is = VR / (RmeasllRm). La resistencia interna (Rm) de la DMM se incluye debido a la gran magnitud de la resistencia R. Su instructor le proporcionar la resistencia interna del multimetro para sus clculos. Si no est disponible, utilice un valor tpico de 10 Mohm.

c. Repita el paso 3b para el diodo de germanio.

d. Cmo se comparan los niveles resultantes de Is para el silicio y el germanio?

e. Determinar los niveles de resistencia de CC para los diodos de silicio y de germanio utilizando la ecuacin:

Los niveles de resistencia lo suficientemente altas como para ser considerados apertura equivalentes circuito si aparece en serie con resistencias en el rango bajo kilohm?

Parte 4. Resistencia de CC

a. Utilizando la curva de Si de la Fig. 2.5 determinar la tensin del diodo en los niveles de corriente de diodos indicados en la Tabla 2.5. A continuacin, determinar la resistencia de CC en cada nivel actual. Mostrar todos los clculos.Io(mA)

0.2

1

5

10

b. Repita la parte 4 (a) para el germanio y completa la tabla 2.6 (Tabla 2.6 es la misma que la Tabla 2.5) .

Io(mA)

0.2

1

5

10

c. Hay cualquier tendencia en la resistencia de corriente continua (para Si y Ge) como los aumentos de corriente de diodo y como subimos la seccin de subida vertical de las caractersticas?

Parte 5. Resistencia ACa. Usando la ecuacin rd = ISV/Al ( Ec. (2.2 ) 1 , determinar la resistencia de CA del diodo de silicio a ID = 9 mA usando la curva de la Fig .2.6 . Mostrar todos los trabajos.

_______________b . Determinar la resistencia de CA en en ID = 9 mA usando la ecuacin rd = 26 mV/ID ( mA) para el diodo de silicio. Mostrar todos los trabajos.

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Cmo los resultados del inciso (a) y (b) se comparan?

c. Repita el paso 5 (a) para = 2 mA para el diodo de silicio.

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d. Repita el paso 5 (a) para = 2 mA para el diodo de silicio. Utilize la ecuacin. 2.4

______________Cmo los resultados del inciso 5 (c) y 5(d) se comparan?

Parte 6.Determinar grficamente el potencial de disparo (umbral de tensin) de cada diodo de sus caractersticas como definir en la reanudacin de la teora. Mostrar las aproximaciones en lnea recta en la figura. 2.5.

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Parte. 7 Efectos de la temperatura (demostracin)Reconstruir el circuito de Fig.2.4 mediante el diodo de silicio. Establecer una corriente de aproximadamente 1 mA ajustando a 1 Va) Colocar la seccin voltmetro en el DMM a travs del diodo y anote la lectura como el instructor calienta el diodo con la pistola de calor. Registre el efecto sobre VD de calentar el diodo.b) Deje que el diodo se enfre y luego coloque la seccin voltmetro travs del resistor R. nota los efectos sobre VR de calentar el diodo.Desde ID = VR / R qu efecto sobre la corriente del diodo de los resultados de la red de calefaccin del diodo?c) Puesto que cul es el efecto de aumento de la temperatura sobre la resistencia del diodo?d) Un diodo semiconductor tiene un coeficiente de temperatura positivo o negativo? Explicar

Preguntas1. Comparar las caractersticas de silicio y germanio en el avance y regiones de polarizacin inversa. En particular, el cual diodo est ms cerca de la aproximacin de cortocircuito en el delantero Bais regin y que est ms cerca de la aproximacin circuito abierto en la regin de polarizacin inversa?cmo son similares y cules son sus diferencias ms notables?2. Investigar el efecto del calor en la resistencia de terminal de materiales semiconductores y revisar brevemente por qu la resistencia terminal disminuir con la aplicacin de calor.