DIODO EN INVERSA

Universidad Tecnológica Nacional – Facultad Regional Córdoba

Electrónica de Potencia Bongiovanni P., Cosiansi F., Sansó M., Vassia G.

T.P.Nº1: Tiempo de recuperación en inversa del diodo

Con la implementación del circuito básico siguiente, realizamos las medicionesde tiempo de recuperación en inversa (trr) de tres diodos (1N5408, MUR160,1N4148). Donde le inyectamos una señal de tipo cuadrada, con una frecuenciafija de 100 Hz y amplitudes variables, para observar como se comporta eldispositivo y extraer conclusiones.

R1100Ω

D1

V1

XSC1

A B

G

T

1

2

0

Procedimiento

Como se mencionó anteriormente, consiste en la implementación del circuitopara los diodos: 1N5408, MUR160, 1N4148.Donde inyectamos una señal del tipo cuadrada con una frecuencia fija de 100Hz y con las siguientes amplitudes:

• Tensión de alimentación +5V / -0V.• Tensión de alimentación +5V / -2V.• Tensión de alimentación +10V / -0V.• Tensión de alimentación +10V / -2V.

Como el tiempo de recuperación en inversa se mide entre el momento en quela corriente (previamente polarizada a IF) pasa por cero, en el flancodescendente, y el momento en que la corriente inversa alcanza un valor menoral 10% de la corriente pico inversa máxima. Entonces medimos con unosciloscopio digital la forma de onda en R1, centrándonos en el flancodescendente.De manera que calculamos el 10% del pico máximo de la tensión inversa enR1:

( ) . 10% 1

V VpR= −

Colocamos los cursores en “tensión” en el valor obtenido, cambiamos loscursores a “tiempo” y medimos el tiempo transcurrido desde que la tensiónpasa por cero hasta VR1.

Entonces:

- 1 -



• Tensión de alimentación +5V / -0V:

Diodo 1N5408:

( )

. 10% 1

144 10% = 14,41

:

7,32

V VR p

V mV mVR

Medimos

t segµ

= −

∴ = − −

∆ =

Diodo MUR160:

( )480 10% = 481

:

340

V mV mVR

Medimos

t nseg

∴ = − −

∆ =

- 2 -



Diodo 1N4148:

Como observamos en la figura fueimposible medir un ∆t.

- 3 -




Diodo 1N5408:

( )

. 10% 1

720 10% = 721

:

3,64

V VR p

V mV mVR

Medimos

t segµ

= −

∴ = − −

∆ =

Diodo MUR160:

( )688 10% = 68,81

:

240,3

V mV mVR

Medimos

t nseg

∴ = − −

∆ =

Diodo 1N4148:


- 4 -




Diodo 1N5408:

( )

. 10% 1

430 10% = 431

:

25

V VR p

V V mVR

Medimos

t segµ

= −

∴ = − −

∆ =

Diodo MUR160:

( )240 10% = 241

:

440

V mV mVR

Medimos

t nseg

∴ = − −

∆ =

Diodo 1N4148:


- 5 -




Diodo 1N5408:

( )

. 10% 1

1, 48 25% = 1481

:

13,52

V VR p

V V mVR

Medimos

t segµ

= −

∴ = − −

∆ =

Diodo MUR160:

( )1,64 10% = 1641

:

196

V V mVR

Medimos

t nseg

∴ = − −

∆ =

- 6 -



Diodo 1N4148:


- 7 -



Cálculo de Qrr

Se asume que trr = ta, ya que tb es muy pequeño comparado a ta, por lo tanto sepuede calcular Qrr, obteniendo el área del trianguló formada por trr y Irr.

1

2Q I trr rr rr=

De esta forma obtenemos los siguientes valores de Qrr en función de trr:

- 8 -



DIODO /TENSIÓN

Vi =+5 / - 0V Vi =+5 / - 2V Vi =+10 / - 0V Vi =+10 / - 2V

1N5408trr =7,32µsIrr = -1,44mAQrr = 5,27nC

trr = 3,64µnsIrr = -7,2mAQrr = 13,1nC

trr = 25µsIrr = -4,3mAQrr = 54,75nC

trr = 13,52µsIrr = -14,8mAQrr = 100nC

MUR160trr = 340nsIrr = -4,8mAQrr = 816pC

trr = 240,3nsIrr = -6,88mAQrr = 826,63pC

trr = 440nsIrr = -2,4mAQrr = 528pC

trr = 196nsIrr = -16,4mAQrr =1,6nC

1N4148trr = ---Irr = ---Qrr = ---

trr = ---Irr = ---Qrr = ---

trr = ---Irr = ---Qrr = ---

trr = ---Irr = ---Qrr = ---

Conclusiones

Teniendo en cuanta las hojas de datos de los diodos:

De las gráficas obtenidas y los valores de la tabla, deducimos que lossiguientes factores influyen en el Tiempo de recuperación en inversa del diodo(trr):

• IF: Cuanto mayor sea, mayor será trr. Esto se deba a que las cargasalmacenadas serán mayores.

• VR: Cuanto mayor sea, menor será trr. En este caso si la tensión inversaes mayor se necesita menos tiempo para evacuar los portadoresalmacenados.

• d(IF)/d(t): Cuanto menor sea esta pendiente, menor será trr. No obstanteel aumento de esta pendiente aumentará el valor de la cargaalmacenada Qrr. Esto producirá mayores pérdidas.

• T: Cuanto mayor sea la temperatura, aumentará tanto trr como Qrr.

Por otro lado, comparando las hojas de datos de los diodos:

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1N5408

MUR160

Notamos que el diodo MUR160 respecto al diodo 1N5408, tiene mucho menortrr y convendría su uso debido a que las prestaciones de corriente y tensión sonbastante parecidas.

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1N 4148

Con respecto a este, resultó ser un diodo muy rápido en trr, lo cual verifica quees un muy buen diodo para requerimientos de alta velocidad.

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Electrónica de Potencia Bongiovanni P., Cosiansi F., Sansó M., Vassia G.APÉNDICE A:

Conceptos y definiciones para tener en cuenta o repasar:

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Si un diodo está polarizado en directa mediante una fuente de alimentación devalor VF y una resistencia R, y de una forma brusca se cambia el valor y elsentido de una fuente de tensión a (-VR), el diodo evoluciona hacia inversa.Dicha evolución viene representada por un tiempo característico denominadotiempo de almacenamiento, que depende tanto del valor de la vida media delos portadores minoritarios en las dos regiones de la unión, como de los nivelesde tensión VF y VR. La situación provoca un movimiento de carga, en concreto,hace que la carga de las zonas neutras empiece a menguar. El tiemponecesario para eliminar la carga es finito, esto hace que la respuesta del diodoen términos de tensión no sea instantánea. Ts está generado por elalmacenamiento de carga en la región de agotamiento de la unión y tf esdebido al almacenamiento de carga en el material del cuerpo semiconductor.

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