Diodo y sus tipos: uso de diodos en el circuito.
El diodo es otro componente electrónico que tiene dos pines. Estos dos pines (bases/patas) se llaman cátodo (negativo) y ánodo (positivo). El pin del cátodo suele ser más corto o más cercano al anillo blanco (o negro) del cuerpo del diodo.
El diodo se muestra en el mapa esquemático con la letra D, y sus aplicaciones en circuitos electrónicos incluyen rectificación, iluminación, regulación de voltaje y sensores ópticos. Sus tipos son: diodos rectificadores, emisores de luz y fotosensibles, zener, detectores, varicap, túnel, etc. de los cuales aquí nos ocupamos de tres tipos comúnmente utilizados.
Debido a los materiales utilizados en los diodos, la corriente pasa a través de ellos sólo en una dirección, del ánodo al cátodo.
En estas piezas se utilizan dos elementos de silicio o germanio (elementos semiconductores o semiconductores), que se combinan con otros materiales y crean piezas P (positivas) y N (negativas).
Estas dos piezas, si se usan solas, pueden pasar corriente fácilmente, pero si los átomos de estas dos piezas se acercan tanto, la corriente solo pasa de P a N.
Si queremos saber cómo funciona el diodo, tenemos que abordar cuestiones complejas de la física cuántica. Entonces, por ahora, acepte el diodo tal como está.
- La conexión de los pines del diodo en forma de P a N se llama polarización directa (o voltaje directo) y la conexión opuesta de este estado (N a P) se llama polarización inversa. El puente de diodos separa las medias ondas positivas y negativas de cada salida entre sí y combina las positivas y negativas por separado.
***»»Proyectos de electrónica, programación y Arduino, incluidos códigos fuente, esquemas y planos de PCB para ingenieros, estudiantes y aficionados»»***
Diodos rectificadores y cómo utilizarlos en el circuito.
Los diodos rectificadores pasan la corriente solo en modo de polarización directa (de P a N).
La siguiente figura muestra la apariencia de estos diodos y su símbolo esquemático y la dirección de la corriente:
Estos diodos se pueden utilizar en la entrada de corriente, de modo que cuando el positivo y el negativo del circuito están mal conectados, no entra corriente al circuito.
La siguiente figura muestra cómo conectar este diodo como diodo protector para el circuito:
También puedes utilizar esta interesante característica de los diodos rectificadores en los adaptadores de voltaje.
Un adaptador de voltaje es un dispositivo que convierte corriente alterna en corriente continua.
El método de uso del diodo en el adaptador depende del tipo de transformador.
Si el transformador tiene 3 salidas, debemos utilizar los diodos de la siguiente manera:
En el circuito que se muestra arriba, la corriente alterna CA sale de las rutas superior e inferior de la salida del transformador.
Estas dos salidas tienen una diferencia de fase de 180 grados, es decir, si la superior es positiva y está en su voltaje más alto (respecto a la salida del medio), la inferior es negativa y está en su voltaje más bajo (respecto a la salida del medio) .
Salida superior:
Salida más baja:
Ahora, usando un diodo, enviamos negativos a un cable y positivos a otro cable.
Lo que sucede es que en el cable superior (+) la corriente es como se muestra a continuación (relativa al cable del medio):
y en el cable inferior (-) la corriente es como se muestra a continuación (relativa al cable del medio):
Las corrientes alternas suelen tener una frecuencia constante. Por ejemplo, en el caso de la electricidad urbana, es de 50Hz.
Esto significa que el voltaje en el cable de fase de electricidad de la ciudad (L / Live) cambia 50 veces de -320 a +320 y de +320 nuevamente a -320 V, en un período de 1 segundo, con respecto al cable neutro (N / Nulo).
Pero el voltaje absoluto promedio es de 220 voltios (voltaje rms).
Estos cambios de alto voltaje y corriente son muy peligrosos y el contacto directo puede causar lesiones graves o la muerte.
Si el voltaje de suministro alterno es de 220 voltios y la relación del transformador es de aproximadamente 0,110, entonces la diferencia de voltaje en el cable superior con el del medio varía entre 0 voltios y aproximadamente 12 voltios, y el voltaje inferior con el del medio varía entre 0. voltios y -12 voltios.
La tensión media entre el cable superior y el inferior será de 24v (220*0,11). La siguiente figura capturada por un simulador y considerando las resistencias internas:
- En este tipo de transformadores, el cable del medio siempre tiene un voltaje de 0 voltios.
Si el transformador tiene 2 salidas, debemos conectar los diodos en el método puente
El puente de diodos separa las medias ondas positivas y negativas de cada salida entre sí y combina las positivas y negativas por separado.
Aquí solo hemos separado el positivo y el negativo y ya no hay 0v, es decir, el voltaje superior es +6 voltios y el voltaje inferior es -6, la diferencia entre ambos es 12v. La siguiente figura capturada por un simulador y considerando las resistencias internas:
- Para eliminar las medias ondas y los ruidos, necesitas un condensador; En la sección de capacitores, discutiremos cómo usar el capacitor para eliminar los ruidos y generar voltaje y corriente de línea directa.
Para utilizar este tipo de diodo necesitamos saber algunas cosas:
- La corriente mínima requerida (IS) requerida para que fluya la corriente.
- La corriente máxima tolerable del diodo (IBV) que, si se excede, dañará el diodo.
- El voltaje de entrada mínimo (VJ) requerido para que entre corriente.
- El voltaje máximo tolerable del diodo (BV) que, si se excede, el diodo se dañará.
- Resistencia de diodo (RS) que se requiere para un cálculo más preciso.
Para comprar un diodo en el mercado, necesita un archivo de hoja de datos del diodo deseado, que contiene las especificaciones de los estándares de diodos.
Puede buscar el archivo de hoja de datos en Google.
En la siguiente tabla, se mencionan las características de algunos ejemplos de estándares de diodos rectificadores ampliamente utilizados:
| RS (Ω) | BV (v) | VJ (v) | IBV (A) | IS (A) | Type |
| 2 m | 50 | 550 m | 5 m | 36 n | 1N1183 |
| 2 m | 600 | 550 m | 5 m | 36 n | 1N1190 |
| 2 m | 50 | 550 m | 3 m | 36 n | 1N1199 |
| 2 m | 100 | 550 m | 2.5 m | 36 n | 1N1200 |
| 43.2 m | 50 | 300 m | 1.2 | 403 n | 1N4001 |
| 8.1 m | 50 | 550 m | 3 | 500 n | 1N5400 |
Diodos ópticos e infrarrojos y cómo utilizarlos en el circuito.
En los diodos emisores de luz (LED) comunes, la luz resultante puede ser vista por los ojos, pero en los diodos infrarrojos (inf.D), los rayos resultantes (rayos infrarrojos) no pueden verse (estos rayos pueden ser detectados por una cámara ). Con la ayuda de fotodiodos (ph.D), puedes recibir la energía (rayos) de ellos.
Los diodos de luz tienen 2 pines o bases, un pin que es más alto y está conectado a la entrada de corriente (positivo) se llama ánodo y el otro pin que suele ser más corto y está conectado a la salida de corriente (negativo) se llama cátodo.
Las siguientes imágenes muestran la apariencia que tienen estos diodos y su esquema en los mapas:
Algunos diodos emisores de luz son de dos colores y tienen 3 clavijas; Un pin es común y los otros dos son para cada color. Si ambos colores se iluminan juntos, a partir de la combinación de ellos se forma otro color.
Los diodos emisores de luz normalmente pueden soportar una corriente promedio de 10 miliamperios y un voltaje de entre 3 y 5 voltios.
Estos diodos en polarización inversa no pasan si el voltaje es bajo, de lo contrario se dañarán.
Si se queman, es posible que pasen muy poca corriente y ya no produzcan luz.
Los diodos transmisores y receptores de infrarrojos tienen muchos usos, por ejemplo, puede utilizarlos para determinar distancias, reconocimiento de colores, envío de información, alarmas antirrobo, etc.
La frecuencia y la información transmitidas pueden ingresarse en el diodo infrarrojo con la ayuda de un temporizador IC y ser recibidas por el fotodiodo y aceptadas o rechazadas por un amplificador operacional IC.
LED de siete segmentos (7 segmentos)
Los LED de siete segmentos constan de 7 u 8 diodos emisores de luz, empaquetados en forma de número 8 u 8 (el número 8 y un punto a su derecha).
Estos paquetes de LED tienen uno o dos pines de ánodo (ánodo común) o uno o dos pines de cátodo (cátodo común), y el resto de los pines están relacionados con el encendido de uno de los LED del paquete.
La siguiente imagen muestra un ejemplo de estos paquetes (cátodo común):
Diodo Zener y cómo usarlas en el circuito.
Este tipo de diodos son como una resistencia que cambia su resistencia cuando cambia el voltaje; Es decir, su P y N están hechos de tal manera que si la diferencia de voltaje entre los dos extremos del diodo excede un límite en la polarización opuesta, pasará la sobretensión relativa a ese límite.
Esta acción hace que el exceso de tensión desaparezca.
Esta propiedad se puede utilizar para mantener constante el voltaje.
Para utilizar Zener, es mejor utilizar una resistencia de carga.
Esquema Zener en el plan:
Resistencia de carga: resistencia que se conecta en serie antes del zener en el circuito para evitar que el zener se dañe.
El método para colocar el zener y la resistencia de carga junto con el consumidor/circuito y la fuente de alimentación es el siguiente:
En la imagen de arriba, Z1 es el diodo zener y R1 es la resistencia de carga.
El siguiente ejemplo muestra cómo calcular el diodo Zener y la resistencia de carga:
Tenemos una fuente de alimentación de 10v cuya tolerancia es del 10%, y su voltaje de rizado es de un voltio, podemos tener un voltaje de 8v (10v-10%-1v de rizado) con un voltaje de rizado bajo con ayuda de un zener.
Para utilizar el zener debemos saber lo siguiente:
- Tensión de ondulación de la fuente de alimentación
- La cantidad de voltaje requerido por el consumidor (este voltaje debe ser al menos v1 menor que el voltaje principal más bajo de la fuente de alimentación).
- Tasa actual del consumidor
- La cantidad de potencia Zener (obtenida durante los cálculos) y el voltaje Zener máximo
- Valor de potencia y resistencia de carga (que se obtiene durante los cálculos).
El voltaje de ondulación de la fuente de alimentación generalmente está escrito en él, la cantidad de voltaje del consumidor también está escrita si está prefabricada y, si la hizo usted mismo, puede calcularla usando las fórmulas mencionadas en los tutoriales.
La cantidad de corriente del consumidor se puede obtener mediante cálculo o mediante un multímetro.
El voltaje máximo del zener también es igual al voltaje requerido por el consumidor y la potencia del zener se obtiene mediante la siguiente ecuación:
P=I×V
En la relación anterior, P es la potencia zener, V es [el voltaje de la fuente de alimentación – voltaje necesario del consumidor] e I es la corriente del consumidor entre V, que se calcula mediante la ley de Ohm y el valor de la resistencia de carga.
Entonces necesitarás un zener con voltaje V y potencia P.
El valor de la resistencia de carga también se obtiene mediante la siguiente ecuación:
En la relación anterior, I significa la corriente requerida por el consumidor, Vmax significa el voltaje máximo de suministro de energía y Vmin significa el voltaje mínimo de suministro de energía.
La potencia de la resistencia de carga también se obtiene mediante la siguiente ecuación:
En la relación anterior, I es la corriente del consumidor.
- Utilice el zener con una potencia superior a la calculada.
Ejemplos de aplicaciones de diodo
O puerta (OR gate):
Equipo necesario: 2 diodos 1N400x (rectificador), 2 resistencias, fuente de alimentación.
Para poder implementar lo que tenemos en mente en el circuito, necesitamos definir la lógica de «y», «o» y «opuesto» para las corrientes eléctricas.
La lógica de las corrientes eléctricas está definida por partes especiales que se denominan puertas lógicas.
Este circuito define el «o» del circuito; De tal forma que se drena o corta la corriente de I3 según I1 e I2.
La tabla de verdad se encuentra a continuación:
| I1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| I2 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| I3 | 0 | 1 | 1 | 1 |
Análisis del circuito: la corriente ingresa desde el polo positivo al circuito y luego de pasar por las resistencias ingresa a los diodos.
Debido a las propiedades de los diodos, no entra más corriente por la salida de la puerta, es decir, aquí hemos bloqueado la corriente. Como puede verse en el esquema anterior, la corriente de salida es la suma de las corrientes de entrada después de las resistencias.
Si quitamos una de las resistencias, la otra entrada sigue suministrando la corriente de salida.
Separadora positiva y negativa:
Este circuito se utiliza cuando el positivo y el negativo de la corriente continua no son reconocibles:
Escrito por: M. Mahdi K. Kanan – Ingeniero de programación y electrónica de pila completa y fundador de WiCardTech