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guia laboratorio 2 diodos
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1 INACAP Santiago Sur. PROFESOR: A. INDA. R.
Área Electricidad, Electrónica y Automatización
LABORATORIO DE ELECTRÓNICA.
GUÍA DIDÁCTICA PARA EL ALUMNO.
EXPERIENCIA N° 2
CARACTERÍSTICAS DE LOS DIODOS EMISORES Y
RECEPTORES DE LUZ .
PROFESOR: ALEJANDRO INDA RODRIGUEZ.
INTEGRANTE DEL GRUPO:
1°_____________________________RUT:____________
2°_____________________________RUT:____________
3°_____________________________RUT:____________
FECHA:________ SECCIÓN:________
2015
2 INACAP Santiago Sur. PROFESOR: A. INDA. R.
OBJETIVOS DEL LABORATORIO:
I.- Determinar en forma instrumental las características eléctricas y de funcionamiento de los Diodos Emisores y Receptores de Luz.
II.- Verificar en forma experimental una aplicación de Diodos Emisores (Tx) y Receptores (Rx) de
Luz.
MATERIALES A UTILIZAR: 1 Entrenador Electrónico. 2 Multitester Digital. 1 Fuente variable simple DC. 1 Diodo Emisor de Luz Rojo. 1 Diodo Emisor de Luz Verde. 1 Diodo Emisor de Luz Amarilla. 1 Diodo Emisor de Luz Azul. 1 Diodo Emisor de Luz Blanca. 1 Diodo Emisor de Luz Infrarrojo. 1 Diodo Receptor de Luz (Fotodiodo). 1 Resistencia de 330 Ω ½ W. 1 Resistencia de 10 KΩ ½ W. 1 Alicate de punta. 1 Alicate Cortante. Alambre de conexión.
CONCEPTOS BÁSICOS:
Dispositivos Emisores:
- Emiten luz al ser activados por energía eléctrica.
- Son dispositivos que transforman la energía eléctrica en energía luminosa. - A este nivel corresponden todos los diodos emisores de luz (LED).
- Un diodo emisor de luz es un dispositivo de unión P-N que cuando se polariza directamente emite
luz.
- Al aplicarse una tensión directa a la unión, se provoca una corriente de recombinación, huecos se
mueven de P a N y electrones de N a P.
- La mayoría de la energía de recombinación se libera en forma de radiación, generándose
fotones.
- La eficacia cuántica interna es la relación entre el número de fotones generados y el número de
portadores que se recombinan en la unión P-N.
- La radiación generada en la unión, es radiada en todas las direcciones.
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- En el análisis de un circuito, el LED puede ser tratado de manera análoga a un diodo convencional.
- Sin embargo conviene tener en cuenta que los diodos LED no están fabricados de silicio monocristalino, ya que el silicio monocristalino es incapaz de emitir fotones.
- Su símbolo, corresponde a:
- El material que compone el LED, es importante ya que el color de la luz emitida depende únicamente del material y del proceso de fabricación (principalmente de los dopados).
- - En la tabla adjunta, se muestran algunos ejemplos de materiales utilizados junto con los colores
conseguidos:
- Una de las aplicaciones más populares de los LED es la de señalización visual.
- Los fotones emitidos por un diodo láser poseen longitudes de onda muy cercanas entre sí, la luz se concentra.
- Una de las muchas aplicaciones de los diodos láser es la de lectura de información digital de
soportes de datos tipo CD-DVD o la reproducción de discos compactos musicales.
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Dispositivos Detectores:
- Los dispositivos fotodetectores son aquellos componentes que varían algún parámetro eléctrico en función de la luz que incide en ellos, FOTODIODOS.
- Los fotodiodos son diodos de unión P-N con una ventana para permitir el paso de luz, su símbolo
se presenta en la siguiente Figura:
-
- Al construir un componente con un material semiconductor de manera que la luz pueda incidir
sobre dicho material, la luz generará pares electrón – hueco, debido a la energía luminosa.
- La generación luminosa, tiene una mayor incidencia en los portadores minoritarios, que son los responsables de que el diodo conduzca ligeramente en inversa.
- - Se denomina corriente oscura (dark current), a la corriente inversa del fotodiodo cuando no existe
luz incidente.
- Se define la sensibilidad del fotodiodo al incrementarse la corriente, con Polarización de el en forma Inversa, por unidad de intensidad de luz, expresada en luxes o en mW/cm
2.
- Tecnológicamente se pueden fabricar de forma discreta o integrada ambos, Tx y Rx de luz.
I ETAPA: “PREINFORME”
Desarrollar el siguiente cuestionario antes de la II Etapa Práctica.
1.- Como se identifican los terminales de un LED en forma visual: ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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2.- Con qué tipo de impurezas cuenta un LED de color Blanco: ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3.- Como se verifica el estado de un LED: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4.- En qué condiciones se presentan los parámetros eléctricos de un LED cuando este se encuentran con polarización inversa: ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5.- Un receptor de luz o fotodiodo cumple la función de: ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6.- El emisor de luz infrarroja (IR), presenta una longitud de onda: ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
II ETAPA: PROCEDIMIENTO PRÁCTICO: 2-1.Identificar en forma visual los terminales de los distintos tipos de diodos Emisores y Receptores
de Luz.
IDENTIFICACIÓN DE PINES EN UN LED.
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2-2. En la siguiente figura se muestra la forma o método de medir las tensiones con un Multitester.
PRUEBAS CON MULTITESTER.
2-2.Utilizando un Multitester en función diodo, medir la tensión directa (VF) e inversa (VR) y
anotar dichos valores frente a cada tipo de Diodo Emisor de Luz.
2-3. Repetir el procedimiento anterior para el DIODOS EMISOR DE LUZ INFRAROJO, y para el DIODO RECEPTOR DE LUZ, FOTODIODO,.(se debe hacer incidir luz en dicho Diodo).
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2-4. Medir la tensión directa (VF) e inversa (VR) y anotar dicho valor frente a cada tipo de Diodo
Tx y Rx.
2-5. Armar y conexionar el circuito de la figura para cada uno de los diodos Emisores de Luz (LED)
Polarizados en forma Directa.
Vi=12V. R= 330Ω. LED VISIBLE= ROJO, VERDA, AMARILLO, AZUL, BLANCO.
2-6. Alimentar dicho circuito con 12V, para cada tipo de diodo emisor de luz.
2-7. Medir los parámetros eléctricos indicados en la siguiente tabla N°1:
TABLA N°1
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2-8. Calcular, con parámetros de tensión (VF) y de corrientes (IF) medidos, la Resistencia (RD)
que presenta cada LED y la Potencia disipada (PD).
2-9. Tabular dichos valores para cada LED. 2-10. Repetir procedimiento anterior con Polarización Inversa.
Vi=12V. R= 330Ω. LED VISIBLE= ROJO, VERDA, AMARILLO, AZUL, BLANCO.
2-11. Medir los parámetros eléctricos indicados en la tabla siguiente:
TABLA N°2
2-12. Calcular, con parámetros de tensión (VRR) y de corrientes (IR) medidos, la Resistencia (RR)
que presenta cada LED y la Potencia disipada (PD).
2-13. Tabular dichos valores para cada LED.
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DIODOS EMISORES (Tx) (INFRARROJO) Y DIODOS RECEPTORES (Rx) (FOTODIODO).
2-14. Armar y conexionar el circuito de la figura para el Diodo Emisor de luz Infrarrojo, tanto para
Polarización Directa como Inversa.
Vi=12V. R= 330Ω. LED NO VISIBLE= INFRAROJO.
2-15. Medir los parámetros eléctricos indicados en la siguiente tabla, tanto para Polarización
Directa como para Polarización Inversa, del Diodo Emisor de Luz Infrarroja.
2-16. Tabular dichos valores para el Diodo Emisor de Luz Infrarrojo.
2-17. Calcular, aplicando ley de Ohms Resistencia del diodo (RD) y (RR), además de la potencia
disipada por este (PD).
2-18. Repetir medición de los parámetros eléctricos indicados en la tabla, para el Diodo Receptor de
Luz, “FOTODIODO” tanto para Polarización Directa como para Polarización Inversa.
Vi=12V. R= 10KΩ. RECEPTOR DE LUZ = FOTODIODO.
2-19. Tabular dichos valores en tabla N°3, para el Fotodiodo.
2-20. PARA ESTE DIODO RECEPTOR DE LUZ, SE DEBE HACER INCIDIR LUZ SOBRE EL.
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2-21. Calcular, aplicando ley de Ohms Resistencia del diodo (RD) y (RR), además de la potencia disipada por este (PD).
TABLA N°3.
III ETAPA: “OPTOACOPLADOR”
3-1. Armar y conexionar el circuito de la figura, con su etapa Emisora de Luz (Tx) y su etapa
Receptora de Luz (Rx), limitando corriente con una resistencia de (RI)= 330 Ω, para el Emisor Infrarrojo y (RO) =10KΩ para el Receptor de Luz, además de aplicar Polarización Inversa..
3-2. Alimentar la etapa Emisora con un (Vi)= +12V y la etapa Receptora con un (Vi) = – 15V.
3-3. Medir parámetros eléctricos en la etapa Emisora y Receptora, según se indica en la
tabla.N°4 (Recordar que la corriente de la etapa RECEPTORA, es de unos pocos mA.)
3-4. Describir en el casillero de SITUACIÓN: si EMITE LUZ y se RECEPCIONA CORRIENTE.
TABLA N°4
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3-5. Entre ambos diodos colocar una placa plana y opaca, para impedir el paso de la luz.
3-6. Repetir las mediciones de la tabla anterior para este caso.
3-7. Anotar parámetros eléctricos y situación de ambas etapas, en la siguiente tabla N°5.
TABLA N°5
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3-8. Explicar en forma escrita lo sucedido para el circuito anterior:
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3-9. Que se entiende por aislación en un acoplamiento de información:
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3-10. Que función realiza un Optoacoplador:
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CALIFICACIÓN EN BASE A PAUTA DE COTEJO.
- Proceso Práctico Desarrollado por el Grupo: (Identificación de Componentes – Identificación y Manipulación de Instrumentos – Armado y Conexionado de Circuitos – Medición y Ajuste de Fuente e Instrumentos).
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