TALLER 5

DIODOS Y TRANSISTORES

APRENDIZ:

JOHN QUINTERO

MANTENIMIENTO DE EQUIPOS DE COMPUTO, DISEÑO E INSTALACIÓN DE CABLEADO ESTRUCTURADO

SENA

13-11-2013

MEDELLIN

1- Realizar una guía corta como comprobar el funcionamiento de los siguientes componentes electrónicos usando un multímetro: Diodo, Led, Transistor BJT, Transistor Mosfet, Puente de diodos y Optoacoplador.

INTRODUCCION.

Un multímetro, también denominado polímetro o tester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida).

OBJETIVO.

Esta GUÍA DIDÁCTICA pretende ser un instrumento de ayuda pedagógica que centre el interés de los estudiantes en los temas básicos del curso, orientándoles en el estudio sobre los aspectos fundamentales que garantizarán el éxito. Se recomienda, pues, que la primera labor del estudiante sea leer con detenimiento esta Guía Didáctica.

CONTENIDO.

La Guía incluye información sobre el aspecto relacionado con la comprobación del funcionamiento de algunos componentes electrónicos mediante el multímetro, tales como:

Tema 1: Comprobación del Diodo mediante el multímetro. Tema 2: Comprobación del Led mediante el multímetro. Tema 3: Comprobación del Transistor BJT mediante el multímetro. Tema 4: Comprobación del Transistor Mosfet mediante el multímetro. Tema 5: Comprobación del Puente de diodos mediante el multímetro. Tema 6: Comprobación del Optoacoplador mediante el multímetro.

MEDIOS.

Páginas web. Los pdf existentes en el medio de formación (Blackboard).

ACTIVIDADES.

Realizar una guía corta sobre la comprobación del funcionamiento de algunos componentes electrónicos, mediante el multímetro.

EVALUACIÓN.

La evaluación se realizará en función de la participación en las actividades en grupo (voluntarias) que se organicen en el Centro de Formación y de los trabajos individuales propuestos por el Instructor (Tutor), en función de la preparación previa y del interés de cada estudiante.

Tema 1: Comprobación del Diodo mediante el multímetro.

La medición en si es muy sencilla, pero lo más importante es saber interpretar los datos que nos muestra el multímetro, ya que el mismo no nos dirá “Si funciona” o “No funciona”.

Bien, la primera comprobación que debemos hacer para saber si un diodo funciona, es medir su resistencia (Ohms).

Por si no lo saben, un diodo es un elemento electrónico que permite el paso de la corriente en un sentido, pero no en el otro. En base a esto, lo que vamos a hacer es poner nuestro tester para medir resistencia y medir la resistencia del diodo conectándolo de un modo, y luego conectándolo de manera inversa. Es decir, primero conectamos el cable rojo a un terminal del diodo y el negro al otro, y luego los invertimos; una de las mediciones debe dar un valor bajo de resistencia, por ejemplo, 100 Ohms, mientras que el otro debe ser muy alto (miles y miles de Ohms).

La otra variable que hay para medir en un Diodo con un Multímetro es el umbral del mismo. Esto es, el voltaje que se debe superar para que la corriente comience a circular por el lado permitido. Si bien en teoría debería ser cero, los semicinductores de silicio (los más comunes) tienen un umbral de 0.7V.

Entonces, toma tu multímetro y lo pones para medir diodos (tiene el símbolo de un diodo) y mídelo. Si da 0.7V o similar, es que funciona. Si por el contrario el valor se aleja, digamos a 0.4V el diodo no funciona correctamente.

Video de apoyo: http://www.youtube.com/watch?v=s2Hvt2RvVXU

Tema 2: Comprobación del Led mediante el multímetro.

El led es un diodo emisor de luz, por lo que puede ser verificado al igual que un diodo común con un multímetro. 

Coloca las puntas del multímetro (si no tiene la opción de prueba de diodos ponlo en modo de medir resistencia (ohms)), en las terminales del led , si lo conectas en modo directo (terminal positiva al ánodo y terminal negativa al cátodo) debe darte una medición de resistencia en kohms, al invertir las puntas debe marcar resistencia infinita (muy alta o OL), esto nos indicara que el led está OK. En caso de que nos de la misma lectura en los dos sentidos en las puntas de prueba del multímetro o marca resistencia muy baja quiere decir que está en corto el led o dañado. De hecho algunos leds encienden de manera tenue cuando le conectamos las puntas del multímetro en las terminales pues los multímetros aplican un pequeño voltaje en los dispositivos cuando usamos la escala de ohms.

Video de apoyo: http://www.youtube.com/watch?v=_0njuCDllKM

Tema 3: Comprobación del Transistor BJT mediante el multímetro.

Primero colocaremos nuestro multímetro en medida de diodos a continuación

debemos averiguar si nuestro transistor a medir es PNP o NPN si es PNP como

en nuestro caso colocaremos la punta negra de nuestro polímetro en la patilla que

corresponda a la base si es NPN colocaremos la punta roja de nuestro polímetro.

A continuación colocaremos la punta roja en el colector. Si el transistor esta

correcto nos debería de dar una lectura de conducción de diodo interno próxima a

los 0,6 voltios. FOTOGRAFIA 1.

Repetiremos el proceso con el emisor sin mover la punta negra de la base la

lectura también debería de ser muy similar a 0,6 voltios. FOTOGRAFIA 2.

En las FOTOGRAFIAS 3 Y 4 podemos observar que se ha cambiado la punta

negra del polímetro que permanecía en la base por la roja y se ha repetido el

proceso de medida con el colector y emisor para comprobar que los diodos

internos no están fugados estos deben de ofrecer una resistencia muy alta.

Video de apoyo: http://www.youtube.com/watch?v=g9RYI_Q9J1M

Tema 4: Comprobación del Transistor Mosfet mediante el multímetro.

Ahora que sabemos que es un transistor FET, podremos probar su estado  con ayuda de un multímetro analógico o digital. Los pasos para la prueba de un transistor FET, se describen a continuación:

1- En la función de diodos del multímetro, vamos a colocar la punta de prueba negra (-) del multímetro, en el terminal Drain y la punta roja (+) en el terminal Source.

Resultado de la prueba: Se debe obtener una medida de 513mv o similar (Los resultados varían según el tipo de FET). Si no se obtiene ninguna lectura, el FET está en circuito abierto. Si la lectura es baja, el FET está en cortocircuito.

2- Sin retirar la punta negra del terminal Drain, colocamos la punta roja en el terminal Gate.

Resultado de la prueba: No se debe obtener lectura alguna, de lo contrario el FET presenta una fuga o está en cortocircuito.

3- Ahora regresamos la punta roja al terminal Source, con lo que la juntura Drain - Source se activa.

Resultado de la prueba: Entre Drain y  Source se obtiene una lectura baja, alrededor de 0.82mv, debido a que el FET se "enciende". Para desactivar el FET, se debe cortocircuitar sus 3 terminales por medio de un elemento metálico, así el FET regresara a su estado de reposo.

Video de apoyo: http://www.youtube.com/watch?v=F2FfseHXz7Y&feature=player_detailpage

Tema 5: Comprobación del Puente de diodos mediante el multímetro.

Colocas tu Multímetro (Tester) en la Posición para verificar Diodos el símbolo ya lo has de conocer. Si no tuviera colócalo en la Posición para Medir Resistencia a un alto ohmeaje. La Punta Negra en el (+) y la Punta Roja en cualquiera de los dos de en medio te debe medir, si lo tienes en la marca de diodos un valor aproximado desde .4 a .6. Si lo tienes en Resistencia te va a medir un valor muy alto de Resistencia desde 1K hasta 1M. Está bien.

Todavía la Punta Negra en (+) y la Punta Roja en el otro extremo el (-) te debe medir el doble de lo que describió el párrafo anterior, de 0.8 a 1.2 y en resistencia el doble de lo que te marcó con las patitas de en medio.

Ahora coloca las puntas al contrario, Punta Roja en el (+) y la Punta Negra en cualquiera de los dos de En medio, no te debe medir nada, ni en Diodo ni en Resistencia, por lo consiguiente tampoco te debe de medir hasta el otro extremo en el (-).

Colocas Punta Roja en el extremo (-) y Punta negra en cualquiera de los dos de en medio y te debe medir, así mismo Punto Roja en el extremo (-) y Punta Negra en el extremo (+) te debe medir el doble. Está bien.

Invirtiendo las puntas, Punta Negra en el extremo (-) y Punta Roja en cualquiera de los dos de en medio no debe medir nada, mucho menos si en esa posición de la Punta Negra en (-) llevas a la Punta Roja a (+) no debe medir nada.

Si en algún momento de estas mediciones te marca muy baja Resistencia menos de 1K, sospecha de que está dañado. O si en algún momento en donde te especifico que NO DEBE DE MEDIR mide algo, entonces está dañado el Puente de Diodos.

Video de apoyo: http://www.youtube.com/watch?v=XSHp6ZJfgfg

Tema 6: Comprobación del Optoacoplador mediante el multímetro.

Hay varios tipos de optoacopladores, con salida a transistor, darlington, scr,triac, logic gate, etc, pero el más común es el de transistor y se podría probar de esta manera.

Si tienes un multímetro con opción de prueba de diodos es muy fácil, pues el optotransistor tiene internamente un diodo infrarrojo y un fototransistor y ambos componentes los puedes probar con el multímetro como lo que son, prueba el diodo como un diodo común y el transistor como un transistor NPN.

Video de apoyo: http://www.youtube.com/watch?v=Zspsr5ZfUH0

2- Averiguar la corriente y el voltaje necesario en un Led rojo, en uno Verde, en uno Amarillo, en un led de Alta luminosidad y en un led infrarrojo.

LED CORRIENTE VOLTAJERojo 16-18mA 1.6v a 2.2v

Verde 16-18mA 1.8v a 2.2vAmarillo 16-18mA 1.8v a 2.2v

Alta Luminosidad 20mA 1.9v a 2.4vInfrarrojo 15-20mA 1.3v a 1.5v

3- Para que es usado: un Optoacoplador, un Triac y un SCR.

Optoacoplador: Un optoacoplador, también llamado optoaislador o aislador acoplado ópticamente, es un dispositivo de emisión y recepción que funciona como un interruptor activado mediante la luz emitida por un diodo LED que satura un componente optoelectrónico, normalmente en forma de fototransistor o fototriac. De este modo se combina un dispositivo semiconductor formado por un fotoemisor y un fotoreceptor creando un camino por donde se transmite la luz. Todos estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo

general es del tipo DIP o Dual in-line package, una forma de encapsulamiento común en la construcción de circuitos integrados.

Como funciona:

La señal de entrada es aplicada al fotoemisor y la salida es tomada del fotoreceptor. Los optoacopladores son capaces de convertir una señal eléctrica en una señal luminosa modulada y volver a convertirla en una señal eléctrica. La gran ventaja de un optoacoplador reside en el aislamiento eléctrico que puede establecerse entre los circuitos de entrada y salida.

Triac: Un TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna. Podríamos decir que el triac es un dispositivo semiconductor de tres terminales que se usa para controlar el flujo de corriente promedio a una carga, con la particularidad de que conduce en ambos sentidos y puede ser bloqueado por inversión de la tensión o al disminuir la corriente por debajo del valor de mantenimiento. El TRIAC puede ser disparado independientemente de la polarización de puerta, es decir, mediante una corriente de puerta positiva o negativa.

El triac posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta. El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo puerta.

SCR: El SCR (Silicon Controlled Rectifier o Rectificador Controlado de Silicio, es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones pn con la disposición pnpn. Está formado por tres terminales, llamados Ánodo, Cátodo y Puerta. La conducción entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta. Es un elemento unidireccional (sentido de la corriente es único), conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la vez.

Funcionamiento básico del SCR.

El siguiente gráfico muestra un circuito equivalente del SCR para comprender su funcionamiento.

Al aplicarse una corriente IG al terminal G (base de Q2 y colector de Q1), se producen dos corrientes: IC2 = IB1.

IB1 es la corriente base del transistor Q1 y causa que exista una corriente de colector de Q1 (IC1) que a su vez alimenta la base del transistor Q2 (IB2), este a su vez causa más corriente en IC2, que es lo mismos que IB1 en la base de Q1, y......

Este proceso regenerativo se repite hasta saturar Q1 y Q2 causando el encendido del SCR.