8/18/2019 Teoria y Aplicación de Los Diodos Rectificadores

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 TEORIA Y APLICACIÓN DE LOS DIODOS

RECTIFICADORES

Características generales

El diodo rectificador es uno de los mecanismos de la familia de los diodos más

sencillos. El nombre diodo rectificador deriva de su aplicación, la cual reside enseparar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna. Si se aplica al diodo unatensión de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en formadirecta; de esta manera, permite el paso de la corriente eléctrica. ero durante losmedios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el pasode la corriente en tal sentido. !urante la fabricación de los diodos rectificadores, seconsideran tres factores" la frecuencia má#ima en $ue realizan correctamente sufunción, la corriente má#ima en $ue pueden conducir en sentido directo % lastensiones directa e inversa má#imas $ue soportarán.

Construcción de diodo rectificador 

Su construcción está basada en la unión & siendo su principal aplicación comorectificadores. Este tipo de diodos 'normalmente de silicio( soportanelevadas temperaturas ')asta *++C en la unión(, siendo su resistencia mu% ba-a % lacorriente en tensión inversa mu% pe$ueña. El diodomás antiguo % utilizado es el diodorectificador $ue conduce en un sentido, pero se opone a la circulación de corriente enel sentido opuesto.

 plicaciones de los diodos rectificadores

/na de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes dealimentación; a$uí, convierten una señal de corriente alterna en otra de corrientedirecta. 0os diodos rectificadores se usan principalmente en" circuitos rectificadores,circuitos fi-adores, circuitos recortadores, diodos volantes. 0os diodo 1ener  se usan encircuitos recortadores, reguladores de volta-e, referencias de volta-e.

2ipos % especificidades

!ependiendo de las características de la alimentación en corriente alterna $ue

emplean, se les clasifica en monofásicos, cuando están alimentados por una fase dela red eléctrica, o trifásicos cuando se alimentan por tres fases. tendiendo al tipo derectificación, pueden ser de media onda, cuando sólo se utiliza uno de los semiciclosde la corriente, o de onda completa, donde ambos semiciclos son aprovec)ados.

Los rectificadores monofásicos con diodos son de tres tipos:

3. !e media onda" Cuando sólo se utiliza uno de los semiciclos de la corriente.Es eltipo más básico de rectificador es el rectificador monofásico de media onda constituidopor un 4nico diodo entre la fuente de alimentación alterna % la carga.

http://www.ecured.cu/Temperaturahttp://www.ecured.cu/Diodohttp://www.ecured.cu/Diodo_Zenerhttp://www.ecured.cu/Diodohttp://www.ecured.cu/Diodo_Zenerhttp://www.ecured.cu/Temperatura

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*. !e onda completa % punto medio" !onde ambos semiciclos son aprovec)ados. /nrectificador de onda completa convierte la totalidad de la forma de onda de entrada enuna polaridad constante 'positiva o negativa( en la salida, mediante la inversión de lasporciones 'semiciclos( negativas 'o positivas( de la forma de onda de entrada. 0asporciones positivas 'o negativas( se combinan con las inversas de las negativas'positivas( para producir una forma de onda parcialmente positiva 'negativa(.

5. !e puente de 6raetz. Se trata de un rectificador de onda completa en el $ue, adiferencia del anterior, sólo es necesario utilizar transformador si la tensión de salidadebe tener un valor distinto de la tensión de entrada.

4. APLICACIONES DEL DIODO RECTIFICADOR 

7asta a)ora )emos visto el funcionamiento del diodo, sus características físicas,

conductivas, etc. ero lo más interesante es ec)ar un vistazo a algunas de susposibles aplicaciones. 

 ( 892ECC:& !E 908:!! 

:maginemos cual$uier circuito $ue funcione con una pila. Si invertimos la

polaridad de la pila 'aplicándole su polo negativo a donde debería ir el positivo %viceversa( es posible $ue el circuito se estropee. 2odos conocemos el sistema demuelles $ue llevan muc)os aparatos, como despertadores %

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>( C9&E?:& !E !9S C:8C/:29S :&!EE&!:E&2ES 

odemos realizar la cone#ión de dos circuitos aislados mediante un diodo

rectificador, teniendo en cuenta lo dic)o en el apartado anterior. 

Dos circuitos independientes conectados mediante un diodorectificador.

 

C( 8EC2:@:C!98 !E 9&! 

El tipo de corriente más frecuente en la vida real es la corriente alterna, por sermás fácil de transportar a largas distancias. Aa se )a visto 'en el apartado ( $uealgunas veces puede ser necesario proteger al circuito de inversiones de polaridadcausadas por un despiste del usuario; por el mismo motivo puede ser necesarioproteger un circuito pensado para funcionar en corriente continua de los semiciclospositivos o negativos de tensión alterna. ara conseguir esto basta con conectar eldiodo en serie con el generador de alterna '% una resistencia en paralelo a ambos(,obteniéndose el siguiente circuito" 

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Circuito rectificador de media onda.

 

!e esta manera conseguimos un rectificador de media onda, llamado así por$uela tensión de salida generada '% $ue podríamos observar conectando a unosciloscopio los dos terminales $ue $uedan al aire en el circuito de arriba( es una onda$ue coincide con la de entrada en los semiciclos positivos pero $ue pasa a + en lossemiciclos negativos. ara ma%or claridad se muestra la gráfica obtenida al simular

este circuito con Electronics Bor=benc). 0a línea azul corresponde a la entrada, laro-a a la salida. 9bsérvese cómo la salida pasa a valer + en cada semiciclo negativode la entrada. 

Gráfica de E/S del rectificador de media onda.

 

ara un ma%or rendimiento puede ser más interesante el rectificador de ondacompleta. Este circuito no se consigue con un 4nico diodo sino con un puente de

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diodos conectados a una resistencia. 0a onda de salida generada es el valor absolutode la de entrada, por lo $ue se genera una corriente siempre positiva 'o siemprenegativa, si lo $ue nos interesa es mantener los semiciclos negativos( a la $uepodríamos llamar continua pulsante 'es continua por$ue no cambia de sentido, perono permanece a un valor constante(. Es lo $ue se )a pretendido refle-ar en la siguientegráfica, donde la línea azul representa los semiciclos positivos % la línea ro-a, losnegativos.

 

Gráfica de E/S del rectificador de onda completa.

 

!( @:D!98 !E 2E&S:& '!ES01!98 !E &:E0(

 ara este circuito, además de diodo % resistencia necesitamos también un

condensador. Como todo va a depender de la constante de tiempo F c, no estará demás recordar $ue FcG8C, es decir, el tiempo $ue tarda un condensador en cargarsedependerá de su capacidad % de la resistencia a la $ue esté conectado '% sin la cual elproceso de carga es imposible(. 

El circuito es como sigue" 

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Circuito fijador de tensión.

 

En los semiciclos positivos el diodo se comporta como un cortocircuito $ue evita$ue circule corriente por la resistencia de 3 HI; en estas condiciones el condensador

se cargaría a través de la 'ba-a( resistencia interna del diodo. Si ésta vale 3+ I, comola constante de tiempo Fc del condensador es igual a 8C, en este caso Fc G 3+J3+KLG3+KM s; si el generador de alterna funciona a una frecuencia de 3 N7z '% por tanto conperiodo 2 igual a 3 ms(, como FcO2 el condensador tendría tiempo de sobra decargarse antes del siguiente semiciclo. 

En cambio, en los semiciclos negativos el diodo se comporta como un circuitoabierto $ue obliga a $ue la corriente circule por la resistencia más grande de 3 HI,con lo $ue la Fc a)ora será igual a 3+LJ3+KLG3 s; en este caso FcP2, por lo $ue econdensador no tendrá apenas tiempo de descargarse % QconservaráR la tensión a la

$ue fue cargado. 

ara ma%or claridad se muestra la gráfica obtenida al simular este circuito conElectronics Bor=benc). 0a línea azul corresponde a la entrada, la ro-a a la salida. 

Gráfca de E/S del fjador de tensión.

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