Simon Monk - Ejercicios prácticos con Electrónica

Este efecto se conoce como rectificación de la CA (vea el Ejercicio 7.2). La parte negativa del ciclo no se utiliza. Esta no es verdadera CC porque, aun cuando el voltaje no adopta valores negativos (no cambia de sentido), varía desde 0 V hasta un máximo y vuelve a caer a 0 V, en lugar de mantenerse constante. La etapa siguiente consistiría en añadir un condensador en paralelo con la resistencia de carga que suavizaría la señal hasta dejarla en un voltaje de CC plano y casi constante.

Para más información sobre el uso de diodos en fuentes de alimentación, vea el Ejercicio 7.2y el Ejercicio 7.3.

Deseamos conocer los diferentes tipos de diodos y sus usos.

La Figura 4-4muestra diferentes tipos de diodos. En general, cuanto mayor es el encapsulado del diodo, más potencia puede manejar. La mayoría de los diodos se presentan como un cilindro de plástico negro con una línea que marca el extremo del cátodo (o polo negativo para su conexión en polarización directa).

El diodo de la izquierda de la Figura 4-4es un SMD para montaje (soldadura) en superficie. El resto de diodos para agujero pasante, a su derecha, van aumentando su tamaño según la corriente que pueden manejar.

Figura 4-4. Una selección de diodos .

Hay muchos tipos diferentes de diodos. A diferencia de las resistencias, que se adquieren con valores de resistividad concretos, por ejemplo 1 kΩ, los diodos se identifican por el número de componente de cada fabricante.

Algunos de los diodos rectificadores de uso más común aparecen en la lista de la Tabla 4-1.

Tabla 4-1. Diodos de uso común .

El voltaje directo, abreviado a menudo como Vf, es el voltaje que atraviesa el diodo cuando se conecta en polarización directa. El voltaje o tensión de bloqueo CC es el voltaje de polarización inversa, cuyo valor, si es excedido, podría inutilizar el diodo.

El tiempo de recuperación de un diodo se refiere a la rapidez con la que es capaz de pasar de conducir la corriente en polarización directa al bloqueo de aquella en polarización inversa. Esto no sucede instantáneamente en ningún diodo y algunas aplicaciones precisan que este cambio se haga con celeridad (conmutación rápida).

El diodo 1N5819 se conoce como diodo Schottky. Este tipo de diodos presentan un voltaje directo mucho más bajo y disipan menos calor.

Podemos encontrar la hoja de especificaciones de la familia de diodos 1N4000 en la dirección: http://bit.ly/2lOtD71 .

Debemos utilizar un diodo para permitir el paso de voltajes hasta cierto valor.

Utilizaremos un diodo Zener.

Conectados en polarización directa, los diodos Zener se comportan como diodos ordinarios y conducen la electricidad. Sometidos a bajos voltajes, en polarización inversa, ofrecen una resistencia elevada, como los diodos normales. Sin embargo, cuando el voltaje en polarización inversa supera un cierto nivel, llamado voltaje o tensión de ruptura, estos diodos empiezan a conducir la corriente como si estuvieran conectados en polarización directa.

De hecho, los diodos ordinarios hacen lo mismo que los Zener, pero con voltajes mayores y que no han sido cuidadosamente controlados. La diferencia con un diodo Zener es que este se ha diseñado deliberadamente para que la ruptura ocurra cuando se alcance un voltaje concreto, digamos 5 V, y que alcanzarlo no lo dañe.

Los diodos Zener resultan útiles para proporcionar un voltaje de referencia (vea el esquema en la Figura 4-5). Observe que el símbolo del diodo Zener es ligeramente distinto y presenta unos pequeños trazos en la parte del cátodo.

Figura 4-5. Uso de un diodo Zener para proporcionar un voltaje de referencia .

La resistencia R limita el flujo de corriente que atraviesa el diodo Zener. Siempre se da por hecho que esta corriente es muy superior a la que fluye hacia una carga a través del diodo.

Este circuito solo está bien adaptado para proporcionar un voltaje de referencia . Un voltaje de referencia proporciona un voltaje estable pero con casi ninguna corriente. Por ejemplo, cuando el circuito se usa con un transistor como en el Ejercicio 7.4. Así pues, una resistencia con un valor de 1 kΩ permitiría, con un Vin de 12 V, el paso de una corriente de:

El voltaje de salida se mantendría aproximadamente en 5 V con independencia del valor de Vin, siempre y cuando sea superior a esos 5 V. Para comprender cómo sucede esto, imaginemos que el voltaje que atraviesa el diodo Zener es inferior al voltaje de ruptura de 5 V. La resistencia del Zener será alta, como también lo será el voltaje que lo atraviese a causa del efecto divisor de voltaje de R, y en el Zener será superior al voltaje de ruptura. En este punto, como se ha superado el voltaje de ruptura, el diodo conducirá la electricidad y bajará el valor de Vout a 5 V. Si cae por debajo de ese valor, el diodo se apagará y el valor de Vout volverá a subir.

Los diodos Zener también se utilizan para proteger componentes electrónicos sensibles de los picos de alta tensión ocasionados por descargas estáticas o por equipos conectados incorrectamente. La Figura 4-6muestra cómo una entrada a un amplificador, que no se espera que supere los ±10 V, se puede proteger de los altos voltajes tanto positivos como negativos. Cuando el voltaje de entrada queda dentro del rango permitido, el Zener opondrá una gran resistencia y no interferirá con la señal de entrada, pero, tan pronto como el voltaje se exceda en cualquier sentido, el Zener conducirá el exceso de tensión a tierra.

Figura 4-6. Protección de sobretensiones en las entradas .

Aunque lo normal es utilizar un CI regulador de voltaje (vea el Ejercicio 7.4), se puede usar un diodo Zener combinado con un transistor para desempeñar la misma función.

Necesitamos un componente electrónico capaz de generar luz, pero que no consuma mucha energía.

Los LED ( Light Emiting Diode , diodo emisor de luz) se comportan como los diodos ordinarios en el sentido de que, cuando los conectamos en polarización inversa, bloquean el flujo de corriente. Sin embargo, cuando los conectamos en polarización directa, emiten luz al paso de la misma.