Dispositivos e Circuitos Eletrônicos

Universidade de Brasília
Faculdade de Tecnologia
Departamento de Engenharia Elétrica
Dispositivos e Circuitos
Eletrônicos
AULA 05
Prof. Marcelino Andrade
Dispositivos e Circuitos Eletrônicos
Análise de Circuitos com Diodo
• Métodos de análise de circuitos com diodo:
– Diretamente Polarizado
•
•
•
•
•
•
Análise Gráfica;
Análise Interativa;
Modelo Simplificados;
Modelo da Queda de Tensão Constante;
Modelo Ideal;
Modelo para Pequenos Sinais;
– Reversamente Polarizado
• Modelo do diodo Zener.
Análise de Circuitos com Diodo
• Polarização Direta:
• Determine ID e VD?? Conhecido IS, n e VT, temos duas
equações e duas variáveis. Contudo, uma das equações
não é linear!!!! Como resolver??
Diretamente Polarizado
Análise Gráfica
• Análise Gráfica: “...auxilia na visualização da operação do circuito.
Contudo, o esforço envolvido na execução...” Sedra/Smith.
• Solução, seja:
e
Diretamente Polarizado
Análise Interativa
• Análise Interativa: ..as equações do circuito com diodo podem ser
solucionadas usando um procedimento interativo simples...
•
Exemplo: Assumindo, o circuito seguinte, com VDD= 5 V e R = 1 kΩ, e que a
variação de uma década na corrente ID a tensão VD no diodo modifique de 0,1 V.
Determine ID e VD? Solução: Supondo que para VD = 0,7 V temos ID = 1 mA,
Diretamente Polarizado
Modelo Simplificado
• Análise Rápida!??: “...O procedimento da análise interativa no exemplo
anterior é simples e produz resultados precisos após duas ou três
iterações. Contudo, há situações em que o esforço e o tempo exigidos
são maiores do que o que pode ser justificado...” Sedra/Smith
• Modelo Simplificado: aproximação linear para representar o diodo
Diretamente Polarizado
Modelo Simplificado
•
Exemplo: Assumindo o circuito seguinte, com VDD= 5 V e R = 1 kΩ, determine
ID e VD utilizando o modelo simplificado? Solução: Supondo que para VD0 =
0,65 V temos rD = 20 Ω.
Diretamente Polarizado
Modelo da Queda de Tensão Constante
• Um modelo ainda mais simplificado que o “modelo
simplificado” é o “modelo da queda de tensão constante”
!???.
No exemplo....
Diretamente Polarizado
Modelo Ideal
• “Em aplicações envolvendo tensões muito maiores do que a queda
de tensão no diodo (0,6 – 0,8 V),podemos desprezar a queda no
diodo quando estivermos calculando a corrente no diodo. O
resultado é o modelo de diodo ideal...” Sedra/Smith
Diretamente Polarizado
• Análise Gráfica, Análise Interativa, Modelo Simplificados, Modelo da
Queda de Tensão Constante e o Modelo Ideal. Qual utilizar???
– Análise Gráfica: positivo: visualizar a operação do circuito;
negativo: impraticável em circuitos complexos;
– Análise Interativa: positivo: alto nível de precisão da resposta;
negativo: impraticável em circuitos complexos utilizando o processo manual.
– Modelo Simplificados: positivo: utilizado para uma primeira aproximação;
negativo: baixo nível de precisão.
– Modelo da Queda de Tensão Constante: positivo: simplicidade.
negativo: baixíssimo nível de precisão.
– Modelo Ideal: positivo: adequando quando a tensão VS>>VD;
negativo: não adequado em soluções para pequenos sinais..
Diretamente Polarizado
• .
Diretamente Polarizado
• .
Diretamente Polarizado
?
Diretamente Polarizado
Diretamente Polarizado
• Exercício II:
?
Diretamente Polarizado
• Exercício II:
Diretamente Polarizado
Análise para Pequenos Sinais
• “Há aplicações em que
o diodo é polarizado
para operar em um
ponto sobre a
característica direta i-v
e um pequeno sinal ca
é sobreposto aos
valores cc”.Sedra/Smith
Diretamente Polarizado
Análise para Pequenos Sinais
Agora!! Considerando
aproximação
suficientemente pequeno:
Logo:
Por fim, temos a resistência do diodo para pequenos sinais:
Diretamente Polarizado
Análise para Pequenos Sinais
• “A análise de sinal é executada pela eliminação de todas as
fontes (de tensão ou corrente) cc e substituindo-se o diodo
por sua resistencia para pequenos sinais rd”Sedra/Smith
cc
ca
Análise para Pequenos Sinais
Diretamente Polarizado
Análise para Pequenos Sinais
• Exercício III: O modelo para pequenos
sinais é dito válido para variações de
tensão de cerca de 10 mV. A que valor em
porcentagem de variação de corrente isso
corresponde (considere os sinais negativos
e positivos) para (a) n = 1? (b) n = 2?
Dispositivos e Circuitos Eletrônicos
Próxima Aula