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WorksheetsSEGUNDO PARCIAL ELECTROTECNIA
Total questions: 41
Worksheet time: 21mins
¿Cuál es el principio de funcionamiento de un diodo en un circuito eléctrico?
Permitir el flujo de corriente en una dirección y bloquear en la otra
Transformar corriente alterna en corriente continua
Actuar como un interruptor mecánico
Incrementar la tensión en el circuito
En la polarización directa de un diodo, ¿qué ocurre al aumentar la tensión aplicada en sus bornes?
Disminuye la corriente hasta cero
Aumenta la corriente que circula por el diodo
No cambia la corriente
El diodo entra en ruptura inmediata
¿Qué afirmación describe correctamente la polarización inversa de un diodo ideal?
Conduce corriente con pequeña caída de tensión
No permite el paso de corriente a través del diodo
Genera una corriente proporcional a la tensión aplicada
Actúa como un interruptor cerrado
Según el montaje experimental descrito, ¿cuál es el valor máximo de corriente objetivo para caracterizar el diodo?
3,191 mA
31,91 mA
319,1 mA
3191 mA
En un experimento se determina que la resistencia óptima medida es de aproximadamente 485 ohmios. ¿Qué valor de potencia se utilizó durante esta medición?
0.1 W
0.5 W
1 W
2 W
Durante una práctica de laboratorio, se observa que la temperatura de un diodo de silicio aumenta significativamente. ¿Qué efecto se espera encontrar en el comportamiento eléctrico del componente?
El voltaje de umbral (Vy) aumenta y la conductividad disminuye.
La corriente de saturación inversa (Is) disminuye debido a la agitación térmica.
El voltaje de umbral (Vy) disminuye y la conductividad del diodo aumenta.
La barrera de potencial se mantiene constante, pero la resistencia interna aumenta.
¿Qué se utiliza como procedimiento adicional para verificar variaciones de corriente y tensión mediante la distancia?
Un osciloscopio con sonda de alta tensión
Un fotodiodo y un diodo infrarrojo variando la distancia entre ellos
Un generador de funciones a 1 kHz
Un puente de Wheatstone
En el esquema de montaje para caracterizar el diodo (R1 en serie con el diodo y medición de voltaje), ¿qué magnitud I–V se pretende obtener principalmente?
La ganancia de potencia del diodo
La curva característica corriente–tensión del diodo
La respuesta en frecuencia del diodo
El factor de calidad Q del circuito
Según la tabla de datos del diodo 1N4004, ¿cuál es aproximadamente la caída de tensión directa Vd cuando la corriente Id es cercana a 23,4 mA?
0,681 V
0,719 V
0,743 V
0,756 V
0,647 V
En el montaje utilizado para observar el tiempo de recuperación inverso del 1N4004, se especifica una fuente senoidal de 1 kHz y 10 V con un resistor de 1 kΩ en serie y el osciloscopio conectado en paralelo a la carga. ¿Qué elemento del circuito se identifica como D1?
Un diodo 1N4148
Un diodo Zener de 5,1 V
Un diodo 1N4004
Un LED rojo
Un transistor BJT
En un circuito en serie compuesto por una fuente de voltaje de 10V, una resistencia de 1KΩ y un diodo 1N4148, se mide una caída de tensión en el diodo de ≈ 0.699. ¿Cuál es el valor de la corriente directa (Id) que circula por el circuito?
10 mA
0,699 mA
9,301 mA
1,430 mA
Al consultar las curvas de "Typical Forward Characteristics" en las hojas de datos de los diodos 1N4004 y 1N4148 a una temperatura de25°C , ¿cuál es la observación más precisa sobre su comportamiento a una corriente directa (If) de 10mA?
El 1N4148 tiene una caída de tensión (Vf) cercana a 1.0 V, mientras que el 1N4004 está por debajo de los 0,6V .
El 1N4004 muestra una Vf típica de aproximadamente 0,7V, mientras que el 1N4148 suele situarse en un rango ligeramente superior, entre 0,72 V y 0,8 Vpara esa misma corriente.
El 1N4004, al ser un rectificador de 1A , siempre tiene una caída de tensión mayor que el 1N4148 a cualquier nivel de corriente.
Ambos diodos muestran exactamente la misma curva de voltaje, ya que el material de silicio estandariza la caída a 0,7V para cualquier If menor a 100mA .
En la curva característica Id–Vd del 1N4004, ¿en qué intervalo de Vd se observa el aumento más pronunciado de la corriente?
Entre 0,0 y 0,2 V
Entre 0,2 y 0,4 V
Entre 0,4 y 0,6 V
Entre 0,6 y 0,8 V
Por encima de 0,8 V
Para estimar el tiempo de recuperación inverso del 1N4004 usando el montaje mostrado, ¿qué medición sería la más directa en el osciloscopio?
El tiempo que tarda Vd en alcanzar 0 V durante la polarización directa.
El tiempo entre el cruce por cero de la corriente y el momento en que la tensión inversa alcanza su valor estable.
La amplitud máxima de la oscilación de la fuente.
La resistencia dinámica en conducción.
La potencia disipada en la resistencia.
Si se reemplaza el 1N4004 por un 1N4148 en el mismo circuito de prueba, ¿qué efecto es más esperable respecto al tiempo de recuperación inverso según las características típicas de estos diodos de propósito general?
Aumenta el tiempo de recuperación inverso.
Disminuye el tiempo de recuperación inverso.
Permanece exactamente igual.
No se puede medir con un osciloscopio.
Se hace independiente de la frecuencia de la fuente.
Según los datos del 1N4148, ¿qué par de valores está correctamente asociado?
Vd=0,617 V con Id=2,84 mA a Vfuente=2,5 V
Vd=0,681 V con Id=6,43 mA a Vfuente=5 V
Vd=0,743 V con Id=34,5 mA a Vfuente=20 V
Vd=0,747 V con Id=38,9 mA a Vfuente=22,5 V
Vd=0,751 V con Id=43,4 mA a Vfuente=25 V
En el montaje para observar el tiempo de recuperación inverso (Fig. 8), ¿qué componente etiquetado como D1 se utiliza en el circuito?
1N4004
1N4148
Zener 5.1 V
LED infrarrojo
Según la TABLA III, al elevar la temperatura del diodo 1N4004 a 50°C, ¿qué efecto se observa típicamente en la corriente Id(mA) respecto a temperatura ambiente para el mismo Vd(V)?
Disminuye
Permanece igual
Aumenta
Se vuelve negativa
En el gráfico de la Fig. 10 (curva característica del diodo 1N4004 a 50°C), ¿qué relación general se muestra entre Vd(V) e Id(mA)?
Lineal creciente
Exponencial creciente de Id con Vd
Lineal decreciente
Parabólica
En el montaje de caracterización del fotodiodo con diodo infrarrojo (Fig. 11), ¿qué elementos se identifican en el diagrama?
Fuente, resistencia y transistor
Emisor y receptor
Puente de Wheatstone y oscilador
Transformador y rectificador
Con base en la TABLA IV, ¿qué tendencia se observa entre la distancia X(cm) y la tensión Vr(V) del fotodiodo para una corriente Ir dada?
Al aumentar X, Vr aumenta
Al aumentar X, Vr disminuye
No hay relación
Vr es constante sin importar X
Al utilizar la ecuación de Shockley (Id≈IsenVtVd) y los datos experimentales de la Tabla II para el diodo 1N4004 ( 1mA a 0.58V y 10mA a 0.70V ), se deduce que el factor de idealidad (n) es aproximadamente 2. ¿Qué indica este valor sobre el fenómeno físico predominante en el diodo en ese rango de corriente?
Que el diodo se comporta como un conductor ideal con resistencia interna nula.
Que el proceso dominante es la recombinación de portadores de carga en la región de agotamiento.
Que el diodo ha entrado en la región de ruptura Zener debido al exceso de voltaje.
Que la corriente es producida únicamente por la difusión de portadores mayoritarios en la región neutra.
Al analizar los resultados experimentales y las gráficas de caracterización del diodo 1N4004, ¿cómo se define la relación entre la corriente directa (Id) y la tensión aplicada (Vd) una vez que el dispositivo supera su voltaje de umbral?
Directamente proporcional, con crecimiento exponencial en las gráficas
Inversamente proporcional y lineal
Sin relación clara
Oscilatoria con la frecuencia
En la segunda parte del análisis, al variar la frecuencia para observar tiempos de recuperación inversa del diodo 1N4004, ¿qué se concluye respecto a su comportamiento comparado con hojas de datos?
Coincide exactamente con todos los valores del datasheet
Presenta comportamientos diferentes a los del datasheet
Es idéntico al del 1N4148
No muestra variación con la frecuencia
Al examinar las gráficas de conmutación y las tablas de tiempos de respuesta en la hoja técnica del diodo, ¿qué tendencia se deduce respecto al tiempo de recuperación (trr) cuando el circuito se somete a ciclos de conmutación con una frecuencia de operación cada vez más alta?
Al aumentar la frecuencia, el tiempo de recuperación aumenta
Al disminuir la frecuencia, el tiempo de recuperación aumenta
El tiempo de recuperación es independiente de la frecuencia
Al aumentar la frecuencia, el tiempo de recuperación disminuye
Al analizar los datos de la TABLA III y observar el desplazamiento de la curva característica del diodo 1N4004 cuando se pasa de 25°C a 50°C, ¿cómo se describe el impacto en la tensión de polarización () para una corriente constante?
La variación es nula para cualquier temperatura
La variación es moderada ante aumentos moderados de temperatura
La variación es caótica e impredecible
La variación es siempre lineal y grande
Al analizar las especificaciones de conmutación del diodo de señal 1N4148 en su hoja técnica (datasheet) y observar su capacidad para trabajar en circuitos de alta frecuencia, ¿en qué orden de magnitud se reporta típicamente su tiempo de recuperación inversa (trr)?
Milisegundos
Microsegundos
Nanosegundos
Picosegundos
Utilizando la Ecuación de Shockley () y consultando la gráfica de "Typical Forward Characteristics" en el datasheet del 1N4004, se obtienen dos puntos de operación a 25°C: Para 10mA el voltaje es 0.70V
Para 100mA el voltaje es 0.81V. Si el voltaje térmico (Vt) es de 26mV ¿Qué conclusión se deduce sobre el parámetro n (factor de idealidad), del componente?
Que n es aproximadamente 1, lo que indica un diodo de señal pequeña ideal.
Que el valor de n es cercano a 2, confirmando que el tiempo de recuperación inversa coincide con los valores de tablas para diodos rectificadores de potencia.
Que n tiende a infinito, lo que significa que el diodo no sigue la ley exponencial.
Que n es negativo, indicando que el voltaje disminuye al aumentar la corriente.
Al analizar el comportamiento térmico del diodo de silicio 1N4004, si se mantiene un voltaje de polarización directa (Vd) constante y se eleva la temperatura de operación hasta aproximadamente 50°C, ¿qué cambio ocurre en el punto de operación del dispositivo según la ecuación de Shockley y la teoría de generación de portadores?
No hubo cambios en tensión ni corriente
Disminuyó la corriente y aumentó la tensión de umbral
Aumentó la corriente para permitir mayor flujo
El diodo dejó de conducir por completo
Durante una práctica de laboratorio, un grupo de estudiantes observa que la señal del diodo 1N4004 en el osciloscopio presenta picos de ruido y un tiempo de caída menos definido que el obtenido en la simulación por computadora. Tras revisar las conexiones, determinan que este fenómeno no se debe a un error en el diodo, sino a la interacción del sistema de medición con el circuito. ¿A qué se deben principalmente estas discrepancias?
Errores de modelado del diodo exclusivamente
Diferencias por instrumentos y sondas que alteraron la forma de onda
La teoría del diodo es incorrecta
Por usar frecuencias demasiado bajas siempre
Considere un sistema óptico donde un LED emisor apunta directamente a un fotodiodo receptor. Según los principios de la fotometría, la intensidad de la luz se dispersa conforme viaja por el espacio. Si aplicamos la Ley del Cuadrado Inverso para predecir el comportamiento eléctrico del fotodiodo al alejarlo de la fuente de luz, ¿qué fenómeno físico se esperaría encontrar en el nodo de medición?
Mayor distancia aumenta corriente y disminuye voltaje
Mayor distancia disminuye corriente y aumenta voltaje, mostrando relación inversamente proporcional
No se observó relación entre distancia y medidas
Mayor distancia mantiene corriente constante
Al alimentar un circuito con una señal cuadrada en lugar de una senoidal, se somete al diodo a transiciones instantáneas entre el estado de conducción (ON) y el de bloqueo (OFF). ¿Qué fenómeno dinámico del semiconductor es mucho más fácil de observar y medir gracias a los flancos de subida y bajada rápidos de esta señal?
La resistencia dinámica
El umbral de conducción
El tiempo de recuperación inversa (trr), ya que permite ver cuánto tarda el diodo en dejar de conducir tras el cambio brusco de voltaje.
El efecto Zener
De acuerdo con la física de semiconductores y la ecuación de unión P–N, el aumento de la temperatura facilita la generación de portadores intrínsecos y reduce la energía necesaria para vencer la barrera de potencial. Si se mantiene una corriente constante, ¿qué cambio predecible ocurre con la tensión directa () del diodo por cada 1 °C de incremento en la temperatura ambiente?
La tensión aumenta aproximadamente 2.1 mV debido al incremento de la vibración atómica.
La tensión disminuye aproximadamente 2,1 mV , reflejando un coeficiente de temperatura negativo.
La tensión se duplica por cada grado celsius para compensar la pérdida de eficiencia.
La tensión permanece constante, ya que la barrera de potencial solo depende del dopaje del material.
El cambio observado al variar la temperatura del diodo en la práctica, ¿se considera predecible según la teoría?
No, porque depende solo de la resistencia serie
Sí, porque las características P–N predicen la variación
No, porque la tensión del diodo es aleatoria
Solo si se aplica una señal cuadrada
Cuál es la justificación teórica más directa para explicar la variación de la tensión del diodo con la temperatura?
La capacitancia de juntura aumenta con la frecuencia
La recombinación en la región de agotamiento modifica Vd
Las características de las uniones P–N establecen una relación aproximada de −2 mV/°C
El tiempo de recuperación inversa reduce la corriente directa
Si en un experimento la temperatura sube 15 °C, ¿cuál sería el cambio esperado en la tensión del diodo, asumiendo el comportamiento típico indicado?
+30 mV
−15 mV
−30 mV
+15 mV
En el contexto de comparar datos con hojas de datos, ¿qué resultado apoyaría que el efecto de temperatura fue ‘efectivo’ en la práctica descrita?
La tensión medida disminuye cerca de 2 mV/°C respecto al valor inicial
La corriente inversa desaparece completamente
La tensión aumenta linealmente con la temperatura
El tiempo de recuperación inversa se mantiene constante
Cuál es la implicación práctica de que la tensión del diodo se reduzca aproximadamente 2 mV por cada °C?
Los rectificadores entregarán mayor tensión en ambientes cálidos
Es necesario considerar compensación térmica en diseños de referencia de tensión
La resistencia dinámica del diodo se vuelve infinita a alta temperatura
Los diodos Zener no se ven afectados por la temperatura
En la curva característica Id–Vd del diodo 1N4148, ¿en qué intervalo de Vd se observa un aumento significativo de la corriente?
Por encima de 0,8 V
Entre 0,4 y 0,6 V
Entre 0,6 y 0,8 V
Entre 0,2 y 0,4 V
Entre 0,0 y 0,2 V
¿Qué se puede afirmar sobre el comportamiento del diodo 1N4007 en comparación con el 1N4004 en términos de recuperación inversa?
El 1N4007 tiene un tiempo de recuperación inversa más corto
Ambos diodos tienen tiempos de recuperación inversa similares
El 1N4007 no presenta recuperación inversa
El 1N4004 es más eficiente a altas frecuencias
En un experimento con un diodo Zener, ¿qué efecto se espera al aumentar la tensión de polarización inversa?
El diodo se dañará permanentemente
El diodo comenzará a conducir en la región de ruptura
La corriente disminuirá a cero
No habrá cambios en la corriente
