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1 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA
ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA EN TELECOMUNICACIONES Y REDES
INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA, TELECOMUNICACIONES Y REDES
GUÍA DE LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I
PRÁCTICA No. 2 – INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL - SIMULACIÓN EN LABVIEW
DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.
1. DATOS GENERALES:
NOMBRE: estudiante(s) CODIGO(S): de estudiante(s)
Daniel Peña 427
Cristian Cardoso 703
Daniela Toainga 679
Adriana Paca 422
Magali López 592
GRUPO No.: 7
FECHA DE REALIZACIÓN: FECHA DE ENTREGA:
23/04/2015 30/04/2015
2 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.
2. OBJETIVO(S):
2.1. GENERAL
Comprobar los diferentes niveles de resistencia de un diodo de Si, Ge Y GaAs,
con ayuda del instrumento virtual Labview.
2.2. ESPECÍFÍCOS
Comprobar los niveles de resistencia CD de un diodo ingresando valores de
voltaje y corriente en los diferentes diodos.
Comprobar los niveles de resistencia CA de un diodo ingresando valores de
voltaje y corriente en los diferentes diodos.
Calcular los niveles de resistencia promedio CA Y CD de un diodo ingresando
valores de voltaje y corriente en los diferentes diodos.
Comprobar los estados de conducción y no conducción de los diodos.
3. METODOLOGÍA
Experimental.
4. EQUIPOS Y MATERIALES:
EQUIPOS:
- Computador con Labview.
5.- MARCO TEORICO:
Labview
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) es un lenguaje de
programación gráfico para el diseño de sistemas de adquisición de datos,
instrumentación y control. Labview permite diseñar interfaces de usuario mediante
una consola interactivo basado en software.
3 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.
Labview es a la vez compatible con herramientas de desarrollo similares y puede
trabajar con programas de otra área de aplicación, como por ejemplo Matlab. Tiene
la ventaja de que permite una fácil integración con hardware, específicamente con
tarjetas de medición, adquisición y procesamiento de datos (incluyendo adquisición
de imágenes). Es decir:
Se reduce el tiempo de desarrollo de las aplicaciones al menos de 4 a 10
veces, ya que es muy intuitivo y fácil de aprender.
Dota de gran flexibilidad al sistema, permitiendo cambios y actualizaciones
tanto del hardware como del software.
Da la posibilidad a los usuarios de crear soluciones completas y complejas.
Con un único sistema de desarrollo se integran las funciones de adquisición,
análisis y presentación de datos.
El sistema está dotado de un compilador gráfico para lograr la máxima
velocidad de ejecución posible.
Tiene la posibilidad de incorporar aplicaciones escritas en otros lenguajes.
LabVIEW es un entorno de programación destinado al desarrollo de
aplicaciones, similar a los sistemas de desarrollo comerciales que utilizan el
lenguaje C o BASIC.
Niveles de resistencia de un diodo
A medida que el punto de operación de un diodo se mueve de una región a otra, su
resistencia también cambia debido a la forma no lineal de la curva de
características.
Existen tres niveles diferentes de resistencias de un diodo.
1.-Resistencia de CD o estática.- La aplicación de un voltaje de cd a un circuito
que contiene un diodo semiconductor produce un punto de operación en la curva de
4 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.
características que no cambia con el tiempo. La resistencia del diodo en el punto de
operación se halla determinando los niveles correspondientes de VD e ID como se
muestra en la figura 1 y aplicando la ecuación 1:
Fig.1. ( R. BOYLESTAD.” Determinación de la resistencia de cd de un diodo en un punto de operación
particular.” Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial PEARSON. Décima edición.)
Los niveles de resistencia de cd en la rodilla y debajo de ella son mayores
que los niveles de resistencia obtenidos para la sección de levantamiento vertical de
las características. Los niveles de resistencia en la región de polarización en inversa
son por naturaleza bastante altos.
En general, por consiguiente, cuanto mayor sea la corriente a través de un diodo,
menor será el nivel de resistencia de cd
Ec. 1. ( R. BOYLESTAD.” resistencia del diodo en el punto de operación””. Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial PEARSON. Décima edición.)
La resistencia de cd de un diodo es independiente de la forma de las características
en la región alrededor del punto de interés.
5 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.
2.- Resistencia de CA o dinámica.- Si se aplica una entrada senoidal en lugar de
una de cd, la situación cambiará por completo. La entrada variable moverá el punto
de operación instantáneo hacia arriba y hacia abajo de una región de las
características, y por lo tanto define un cambio específico de la corriente y voltaje
como se muestra en la figura 2. Sin ninguna señal variable aplicada, el punto de
operación sería el punto Q que aparece en la figura 2, determinado por los niveles
de cd aplicados. La designación de punto Q se deriva de la palabra quiescente, que
significa “fijo o invariable”
Fig.2. ( R. BOYLESTAD.” Definición de la resistencia dinámica o resistencia de ca.” Electrónica teoría de
circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial PEARSON. Décima edición.)
Una línea recta trazada tangente a la curva por el punto Q como se muestra
en la figura 3 definirá un cambio particular del voltaje y corriente que se puede
utilizar para determinar la resistencia de ca o dinámica en esta región de las
características del diodo. Se deberá hacer un esfuerzo por mantener el cambio de
voltaje y corriente lo más pequeño posible y equidistante a ambos lados del punto
Q. En forma de ecuación 2.
6 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.
Fig.3. ( R. BOYLESTAD.” Determinación de la resistencia de ca en un punto Q.” Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial PEARSON. Décima edición.)
Ec. 2. ( R. BOYLESTAD.” Resistencia de ca o dinámica”. Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial PEARSON. Décima edición.)
Cuanto más inclinada sea la pendiente, menor será el valor de ΔVd con el
mismo cambio de ΔId y menor es la resistencia. La resistencia de ca en la región de
levantamiento vertical de la característica es, por consiguiente, bastante pequeña,
en tanto que la resistencia de ca es mucho más alta con niveles de corriente bajos.
En general, por consiguiente, cuanto más bajo esté el punto de operación
(menor corriente o menor voltaje), más alta es la resistencia de ca.
La derivada de una función en un punto es igual a la pendiente de la línea
tangente trazada en dicho punto.
En la ecuación 3 implica que la resistencia dinámica se determina con sólo sustituir
el valor quiescente de la corriente de diodo en la ecuación.
Ec. 3. ( R. BOYLESTAD.” Resistencia de ca o dinámica”. Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial PEARSON. Décima edición.)
7 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.
3.- Resistencia de ca promedio
La resistencia de ca promedio es, por definición, la resistencia determinada por una
línea recta trazada entre las dos intersecciones establecidas por los valores máximo
y mínimo del voltaje de entrada.
Ec. 3. ( R. BOYLESTAD.” Resistencia de ca promedio”. Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial PEARSON. Décima edición.)
Fig.4. ( R. BOYLESTAD.” Determinación de la resistencia de ca promedio entre los límites indicados.” Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial PEARSON. Décima edición.)
Como con los niveles de resistencia de cd y ca, cuanto más bajo sea el nivel
de las corrientes utilizadas para determinar la resistencia promedio, más alto será el
nivel de resistencia.
6. PROCEDIMIENTO
IMPLEMENTACIÓN Y RECOLECCIÓN DE DATOS:
Silicio (Si)
8 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.
Germanio (Ge)
9 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.
Arseniuro de Galio (GaAs)
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11 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.
INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS:
Silicio (Si)
Resistencia (CD) o dinámica
𝑅𝑑 =𝑉𝑑
𝐼𝑑
𝑅𝑑 =0,77 𝑉
10 ∗ 10−3 𝐴
𝑅𝑑 = 77 𝑜ℎ𝑚
Resistencia (CA) o estática
𝑅𝑑 =∆𝑉𝑑
∆𝐼𝑑
𝑅𝑑 =(0,7 − 0,55)𝑉
2,8 ∗ 10−3 𝐴
𝑅𝑑 = 53,5714 𝑜ℎ𝑚
Resistencia Promedio (CA)
𝑅𝑑 =∆𝑉𝑑
∆𝐼𝑑
𝑅𝑑 =(0,7 − 0,475)𝑉
4 ∗ 10−3 𝐴
𝑅𝑑 = 56,25 𝑜ℎ𝑚
12 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.
Germanio (Ge)
Resistencia (CD) o dinámica
𝑅𝑑 =𝑉𝑑
𝐼𝑑
𝑅𝑑 =0,35 𝑉
10 ∗ 10−3 𝐴
𝑅𝑑 = 35 𝑜ℎ𝑚
Resistencia (CA) o estática
𝑅𝑑 =∆𝑉𝑑
∆𝐼𝑑
𝑅𝑑 =(0,3 − 0,175)𝑉
3 ∗ 10−3 𝐴
𝑅𝑑 = 41,6667 𝑜ℎ𝑚
Resistencia Promedio (CA)
𝑅𝑑 =∆𝑉𝑑
∆𝐼𝑑
𝑅𝑑 =(0,3 − 0,075)𝑉
4 ∗ 10−3 𝐴
𝑅𝑑 = 56,25 𝑜ℎ𝑚
13 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.
Arseniuro de Galio (GaAs)
Resistencia (CD) o dinámica
𝑅𝑑 =𝑉𝑑
𝐼𝑑
𝑅𝑑 =1,27 𝑉
10 ∗ 10−3 𝐴
𝑅𝑑 = 127 𝑜ℎ𝑚
Resistencia (CA) o estática
𝑅𝑑 =∆𝑉𝑑
∆𝐼𝑑
𝑅𝑑 =(1,2 − 1,07)𝑉
2,8 ∗ 10−3 𝐴
𝑅𝑑 = 46,4286 𝑜ℎ𝑚
Resistencia Promedio (CA)
𝑅𝑑 =∆𝑉𝑑
∆𝐼𝑑
𝑅𝑑 =(1,2 − 0,95)𝑉
4 ∗ 10−3 𝐴
𝑅𝑑 = 62,5 𝑜ℎ𝑚
14 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:
Conclusiones:
Comprobamos que cuando se ingresa el voltaje del elemento del cual
queremos calcular el nivel de resistencia como puede ser de (Si, Ge, GaAs) es
mayor a 0.7 (Si), 0.3 (Ge), 1.2 (GaAs) existe conducción y se enciende un diodo
led. mientras que cuando el voltaje ingresado es menor al voltaje del elemento
no existe conducción.
Pudimos comprobar los niveles de resistencia de corriente directa de un diodo
mediante el ingreso de valores de voltaje y corriente en cada uno de los diodos.
También comprobamos los niveles de resistencia de corriente alterna de un
diodo, lo observamos ingresando valores de voltaje y corriente en los diferentes
diodos.
Se pudo calcular los niveles de resistencia promedio tanto en corriente directa
como en corriente alterna de un diodo ingresando valores de voltaje y corriente
en los diferentes diodos.
Hemos podido comprobar los estados de conducción y no conducción de los
diodos.
Recomendaciones:
Es necesario contar con los conocimientos previos en cuanto al tema
estudiado, en este caso el diodo para realizar la práctica dada.
Para que pueda funcionar correctamente es necesario conocer los materiales
a utilizar, las condiciones que nos presenta cada uno de ellos para evitar
cualquier tipo de daño.
15 SIMULACIÓN EN LABVIEW DE NIVELES DE RESISTECIA DE UN DIODO.
Debemos tener en cuenta que un diseño bien estructurado nos lleva a obtener
una práctica bien realizada, es decir, no confundirse en el momento de armarlo.
8.- BIBLIOGRAFÍA
R. BOYLESTAD.” Electrónica teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”.
Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos”. Editorial
PEARSON. Décima edición
J SANCHEZ. “TUTORIAL LABVIEW”. UNIVERSIDAD DE IBAGUE
FACULTAD DE INENIERIA PROGRAMA INGENIERIA ELECTRONICA
PROYECTOS IBAGUE (2011).