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En este tutorial, aprenderemos a calcular las corrientes y las tensiones de un circuito con diodos y resistencias. Se debe tener un mínimo de conocimientos sobre la teoría de mallas de Kirchhoff, la ley de Ohm y fundamentos de electrónica.
Supongamos el siguiente enunciado:
1) En el siguiente circuito, utilizando el modelo de diodo con caída de voltaje constante (VƔ = 0,7V):
a) Encontrar los valores de Vo para Vi variando entre -5 y +5 Voltios.
b) Encontrar la VTC del circuito (gráfica Vo de frente a Vi) en el rango anterior.
VƔ = 0,7V es la tensión de codo del diodo, es el voltaje que habrá en sus extremos cuando el diodo está conduciendo.
Aclarado esto, comencemos con el análisis:
a)
Marcaremos en el circuito las corrientes:
Por la ley de Ohm, deducimos que:
Caso 1
Supongamos que el diodo conduce.
Entonces: VD = 0,7V = VƔ
Se debe cumplir: ID > 0
Por tanto la salida sustituyendo en (3) es:
Vo = Vi – 0,7
La salida Vo dependerá de la tensión de entrada ya que nos piden para un rango de valores de entrada Vi.
Comprobación:
Vi > 1,4V
La entrada Vi del circuito debe ser mayor a 1,4V para que el diodo conduzca.
Caso 2
Supongamos que el diodo NO conduce.
Entonces: ID = 0
Se debe cumplir: VD = VƔ < 0,7V
Vo = 0,5·Vi
Comprobación:
Vi < 1,4V
La entrada Vi del circuito debe ser menor de 1,4V para que el diodo NO conduzca.
b)
Una vez obtenidas las formulas de la tensión de salida Vo podemos dibujar la grafica de estos valores dependientes de la tensión de entrada Vi.
Veamos un segundo ejercicio.
2) En el siguiente circuito, utilizando el modelo de diodo con caída de voltaje constante (VƔ = 0,7V):
a) Encontrar los valores de la corriente Io en función de Vi, para Vi variando entre -20 y 20 voltios.
b) Encontrar la VTC del circuito (gráfica Vo de frente a Vi) en el rango anterior.
a)
Marcaremos en el circuito las tensiones y corrientes:
Por la ley de Ohm y la teoría de mallas de Kirchhoff, deducimos que:
Como los dos diodos están en serie, estarán simultáneamente en ON (ID > 0) u OFF (ID = 0).
Caso 1
Supongamos que los diodos conducen.
Entonces: VD1 = VD2 = 0,7V = VƔ
Se debe cumplir: ID > 0
Io = 0,28·10-3A = 0,28mA
Comprobación:
Vi > 2,8V
La entrada Vi del circuito debe ser mayor de 2,8V para que los diodos conduzcan.
Caso 2
Supongamos que los diodos NO conducen.
Entonces: ID = 0
Se debe cumplir: VD1 < 0,7V; VD2 < 0,7V; VD = VD1 + VD2 < 1,4V
La corriente Io del circuito dependerá de la tensión de entrada Vi.
Comprobación:
Vi < 2,8V
La entrada Vi del circuito debe ser menor de 2,8V para que los diodos NO conduzcan.
b)
Una vez obtenidas las formulas de la tensión de salida Vo podemos dibujar la grafica de estos valores dependientes de la tensión de entrada Vi.
Autor: FjRamirez
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