LABORATORIO N° 0

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE Laureate Internacional Universities® FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

Curso: Circuitos electrónicos Laboratorio N°2

DOCENTE: Solís Tipian Martin Albino PARTICIPANTE: GONZALES AROSTE JUAN CARLOS

Lima – Perú 2013

INGENIERÍA MECATRÓNICA

JUAN CARLOS GONZALES AROSTE



LABORATORIO Nº 0 RESISTENCIAS SEMICONDUCTORAS

OBJETIVO:

Mostrar al alumno las características no lineales de las semiconductoras. Utilizar los instrumentos y construcción características de elementos.

resistencias de curvas

MATERIAL Y EQUIPO: 01 Termistor NTC - 470 01 Multímetro 01 Protoboard 01 foco de 120mA – 12v (ó equiv)

01 Fuente de Alimentación Programable O1 Fotoresistencia LDR Cables de conexión. 01 Resistor 100(2W), 1K , 270 K

PROCEDIMIENTO: 1.- Curva característica de un foco de filamento. 100

+

VR

I FOCO

V

RF

+ VF -

Variando la tensión de la fuente V, medir los valores de V f y VR llenando la tabla adjunta y si es necesario, otros valores. V Vf VR I Rf

2 4 6 0.41 0.79 1.18 1.59 3.21 4.82 15.9 32.1 48.2 406.45 709.55 1.18K

8 1.57 6.43 64.3 1.57K

Completar el cuadro por cálculo de la corriente I


10 1.95 8.08 80.5 1.95K

12 2.34 9.66 96.6 2.34K

14 2.73 11.3 113 2.79K

16 3.12 12.9 129 3.12K

VDC V DC V DC mA s

V R R JUAN CARLOS GONZALES AROSTE

Calcular el valor de la resistencia del foco R f

V f I

Trazar la curva Rf vs Vf , donde Vf representa proporcionalmente a la temperatura.

4000

Curva de corriente

3000 2000

Curva de corriente

1000 0 0.41 0.79 1.18 1.57 1.95 2.34 2.73 3.12

2.- Curva característica de un termistor NTC. Armar el circuito de la figura adjunta I

1K

T FOCO

V

RF

- VR

+

+

RT

12

VT -

TERMISTOR NTC

Verificar que la resistencia serie sea del mismo rango que el termistor y que en ningún caso se exceda de 20mA de polarización. En este caso el foco trabajará como una fuente térmica, conectado directamente a V. Variar la tensión V y tomar las lecturas de V R y VT en el termistor. Cuidar de no exceder al voltaje de trabajo del foco.

-

V VR VT I RT

0

2 4 0 0.12 0.15 0 1.88 3.85 0 1.21 1.47 999.9 1.87K 3.9K


6 8 0.18 0.23 5.82 7.75 1.81 2.49 5.82K 7.75

10 7.57 2.43 75.7 2.43K

12 9.92 2.08 99.2 2.08K

VDC VDC VDC mA s


Calcular -

el

valor

de

la

corriente

Calcular el valor de la resistencia RT -

en

el

I V R R

termistor

V T I

Construir la curva de R T vs VT considerando que V, la tensión en el foco, será proporcional a la temperatura. 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0

1 0

1.88

3.85

5.82

7.75

2.43

2.08

3.- Curva característica de una fotoresistencia LDR. Con el mismo circuito anterior, colocar una LDR en el lugar del termistor y en serie colocar una resistencia de 270 K . Proceder con los mismos pasos del caso anterior. En este caso el foco será una fuente de luz para la fotoresistencia. I

1K - VR FOCO

V

+

RL

RF

+

VL

12

-

FOTO RESISTENCIA LDR

V VR VL I RL

0

2 0 0 0 0


4 0 2 0 1K

6 8 10 12 1 1.01 1.01 1.01 1.01 3 4.99 6.99 8.99 11 1 1.01 1.01 1.01 1.01 2.99K 4.99K 6.99K 8.99K 10.99K

VDC VDC VDC mA s


INFORME PREVIO:

1.- Hacer una introducción teórica del fundamento de conducción de los semiconductores. Los semiconductores como el diodo, permiten el paso de la corriente solo en una dirección. 2.- Explicar la variación de la resistencia del filamento conductor en el foquito incandescente. En el caso del filamento no se puede expresar de forma simplista el comportamiento de su valor resistivo, diciendo que "aumenta"; por las razones que se explican a continuación: El filamento de tungsteno de una lámpara incandescente está formado por un alambre extremadamente fino, mucho más que el de un cable cualquiera. Por ejemplo, en una lámpara de 60 watt, el filamento puede llegar a medir alrededor de 2 metros de longitud y de grueso solamente 3 x 10 3 = 0,003 mm. Para que la longitud total del filamento ocupe el menor espacio posible, el alambre se reduce por medio de un doble enrollado. El filamento de tungsteno presenta un problema y es que el metal se evapora al alcanzar temperaturas tan altas como la que produce la incandescencia. En ese estado, algunos átomos de tungsteno se excitan tan violentamente que saltan al vacío dentro de la bombilla y se depositan en la pared interna del cristal, ennegreciendo y volviéndolo opaco a medida que más se utiliza la lámpara. 3.- Enumerar las resistencias semiconductoras y sus aplicaciones en electrónica / electricidad.

Dentro de los semiconductores podemos definir los siguientes componentes electrónicos:

TERMISTORES Son dispositivos cuya resistencia varía en función de la temperatura. Existen dos tipos de termistores: - Termistores NTC.- (Coeficiente de temperatura negativo) Son componentes en los cuales disminuye su resistencia al aumentar la temperatura.



+ TEMPERATURA » - RESISTENCIA - TEMPERATURA » + RESISTENCIA Símbolo:

Aspecto físico:

También, en su aspecto físico, pueden presentar franjas de colores. En este caso, para conocer su valor, se emplea el código de colores de resistencias, observando los colores de abajo hacia arriba: Las franjas 1ª, 2ª y 3ª expresan el valor en ohmios a 25º C y la franja 4ª indica su tolerancia en %.

- Termistores PTC.- (Coeficiente de temperatura positivo) Son componentes en los cuales aumenta su resistencia al aumentar la temperatura. + TEMPERATURA » + RESISTENCIA - TEMPERATURA » - RESISTENCIA Símbolo:

Aspecto físico:

Aplicaciones de los Termistores.- Termostatos de estufas, aire acondicionado, etc. - Detectores para alarmas contra incendios. - Compensación del valor óhmico en circuitos al variar la temperatura.

FOTO-RESISTORES O LDR ( Resistencia Dependiente de la Luz )



Estos dispositivos electrónicos son capaces de variar su resistencia en función de la luz que incide sobre ellos. Están compuestos por Sulfuro de Cadmio, compuesto químico que posee la propiedad de aumentar la circulación de electrones a medida que aumenta la luz. + LUZ » - RESISTENCIA - LUZ » + RESISTENCIA Símbolo:

Aspecto físico:

Aplicaciones de la LDR.- Como detector de presencia, cuando se interrumpe la luz que incide sobre el. - Como interruptor crepuscular, encendiendo una lámpara cuando se hace de noche. VARISTORES O VDR.- ( Resistencia Dependiente del voltaje ) Son componentes cuya resistencia aumenta cuando disminuye el voltaje aplicado en sus extremos. - VOLTAJE » + RESISTENCIA + VOLTAJE » - RESISTENCIA Símbolo:

Aspecto físico:

Aplicaciones de la VDR.- Compensación del valor óhmico cuando varia la tensión en un circuito. - Estabilizadores de tensión.

LOS DIODOS



Si unimos un semiconductor tipo "P" con uno tipo "N", obtendremos un "DIODO". Existen los siguientes tipos de Diodos: DIODO RECTIFICADOR.Estos diodos tienen su principal aplicación en la conversión de corriente alterna AC, en corriente continua DC.

Símbolo:

Aspecto físico:

A significa Ánodo (+) y la K significa Cátodo (-). En la imagen de su aspecto físico observamos una franja blanca, esta representa al cátodo. Polarización directa y polarización inversa de un diodo rectificador .A.- Polarización directa. El positivo de la batería va al ánodo y el negativo al cátodo. El diodo conduce manteniendo en sus extremos una caída de tensión de 0.7 voltios. B.- Polarización inversa. El positivo de la batería va al cátodo y el negativo al ánodo. El diodo no conduce. Toda la tensión cae en el . Puede existir una pequeña corriente de fuga del orden de µAmperios.

PUENTE RECTIFICADOR.Los fabricantes han incluido dentro de una misma cápsula cuatro diodos rectificadores con montaje llamado "en puente".



Símbolo:

Aspecto físico:

Observamos en el símbolo dos terminales de entrada de corriente alterna y dos de salida de corriente continua. Los terminales del puente rectificador pueden cambiar, dependiendo del fabricante. Vemos que pueden tener distintos aspectos, que dependen sobre todo de la potencia que sea necesaria en el circuito al que van destinados. Aplicaciones .- Se utilizan en fuentes de alimentación conectados a la salida de un transformador para poder obtener en su salida, indicada por las patillas + y -, una corriente continua.

DIODO DE SEÑAL.Este tipo de diodo se utiliza para la detección de pequeñas señales, o señales débiles, por lo que trabaja con pequeñas corrientes. La tensión Umbral, o tensión a partir de la cual el diodo, polarizado directamente, comienza a conducir, suele ser inferior a la del diodo rectificador. O sea la V.Umbral es aproximadamente 0,3 voltios.

Símbolo:

Aspecto físico:

El material semiconductor suele ser el Germanio. Aplicaciones .- Se emplean, sobre todo el la detección de señales de Radio Frecuencia (RF). Se utilizan en etapas moduladoras, demoduladoras, mezcla y limitación de señales.



DIODO PIN.Este diodo tiene aplicaciones en circuitos donde utilizan frecuencias muy altas como VHF, UHF y circuitos de microondas.

Símbolo:

Aspecto físico:

Cuando se le aplica una polarización directa al diodo PIN, conduce corriente y se comporta como un interruptor cerrado. Si se le aplica una polarización inversa se comporta como un interruptor abierto, no dejando pasar la señal.

DIODO ZENER.El diodo zener sirve para regular o estabilizar el voltaje en un circuito. Esto quiere decir que tiene la propiedad de mantener en sus extremos una tensión constante gracias a que aumenta la corriente que circula por el.

Símbolo:

Aspecto físico:

En el cuerpo del diodo suele venir indicada la tensión a la que estabiliza, ejemplos: 5V1 Diodo zener que estabiliza a 5,1 voltios. 6V2 Diodo zener que estabiliza a 6,2 voltios. Según el código de identificación europeo será: Ejemplo: B Z Y 79 - C 15 - BZY79.....Indica el tipo de diodo zener. - C ...........Indica la tolerancia, A= 1%, B= 2%, C= 5%, D= 10%, E= 15% - 15 ..........Indica que el zener estabiliza a 15 voltios Circuito ejemplo:



El diodo zener se utiliza en los circuitos, con polarización inversa, es decir positivo en el cátodo y negativo en el ánodo.

DIODO VARACTOR O VARICAP.Este dispositivo se fabrica con la finalidad de obtener un condensador electrónico compuesto a base de semiconductores.

Símbolo:

Se utiliza con polarización inversa. Al aplicarle una tensión en sus extremos se almacena una carga eléctrica como en un condensador. Cuanto mayor sea el voltaje aplicado, menor será la capacidad. Aplicaciones .- La aplicación más importante es en los sintonizadores de canales, utilizados tanto en videos, como en los televisores actuales. Las bandas que se pueden sintonizar son: - BANDA I o VL .- BANDA III o VHF .- BANDA V o UHF .-


Canales bajos de VHF DE 47 A 68 MHZ Canales altos de VHF DE 174 A 230 MHZ Canales altos DE 470 A 854 MHZ


FOTODIODO.Es un dispositivo que tiene la propiedad de que estando polarizado directamente, conduce cuando recibe luz.

Símbolo:

Aplicaciones.- Se utiliza en televisores, videos, y equipos de música como sensor de los mandos a distancia que utilizan diodos emisores de rayos infrarrojos.

DIODO LED.- ( Diodo Emisor de Luz ) Es un diodo que realiza la función contraria al fotodiodo. Cuando se le aplica tensión, polarizado directamente, emite luz. Se fabrica con un compuesto formado por Galio, Arsénico y Fósforo.

Símbolo:

Aspecto físico:

La zona plana, donde comienza una de las patillas, indica el cátodo . Aplicaciones.- Se emplean, en aparatos electrónicos como indicadores luminosos, por ejemplo: televisores, videos, mandos, etc.



4.- Dibujar las curvas de cada elemento y explicar la dependencia. Utilizar el eje horizontal con el voltaje del foco para todos los casos y poder comparar las variaciones con la tensión, proporcional a la temperatura y a la luz.

5.- Dar algunas apreciaciones y conclusiones de la experiencia realizada. Dentro de las simulaciones se aprecia como la resistencia varía de acuerdo al aumento de la temperatura, de ese mismo modo la corriente varia, es así que los semiconductores pueden ser aplicados como rectificadores y también como resistencias variables

6.- Investigar sobre circuitos integrados MOC y Optoelectrónicos. MOC



Son conocidos como optoaisladores o dispositivos de acoplamiento óptico, basan su funcionamiento en el empleo de un haz de radiación luminosa para pasar señales de un circuito a otro sin conexión eléctrica. Estos son muy útiles cuando se utilizan por ejemplo, Microcontroladores PICs y/o PICAXE si queremos proteger nuestro microcontrolador este dispositivo es una buena opción. En general pueden sustituir los relés ya que tienen una velocidad de conmutación mayor, así como, la ausencia de rebotes. La gran ventaja de un optoacoplador reside en el aislamiento eléctrico que puede establecerse entre los circuitos de entrada y salida. Fundamentalmente este dispositivo está formado por una fuente emisora de luz, y un fotosensor de silicio, que se adapta a la sensibilidad espectral del emisor luminoso, todos estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo DIP. OPTOELECTRONICOS Esta asignatura va a tratar sobre los dispositivos optoelectrónicas, que son aquellos que trabajan conjuntamente con señales electrónicas y ópticas. Más concretamente son capaces de transformar señales electrónicas en ópticas o viceversa. Como ejemplo tenemos la lámpara incandescente, más comúnmente conocida como bombillo o también un ﬂuorescente, ambos tran sforman una señal eléctrica o electrónica en luz, es decir, transforman electrones en fotones. En el otro lado tenemos, por ejemplo, una célula solar que hace la función contraria transforma fotones en electrones.

7.- Indique sus observaciones y conclusiones. Las resistencias semiconductoras tienen las propiedades de varias de acuerdo a la temperatura, es así que sus usos en la electrónica son muy amplios, gracias a esta práctica se pudo conocer cómo se comporta mediante las gráficas. los MOC se usan para aislamiento galvánico



LABORATORIO N° 0

Recommend Documents