Capítulo 2

CET - Electromedicina
Eletrónica
Capítulo 2 – Díodos
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1
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2
Um díodo é um dispositivo capaz de permitir a passagem de
corrente num sentido e impedir no sentido oposto.
Aplicações: conversores de potência AC/DC que transformam a tensão
alternada da rede de energia elétrica em tensões contínuas adequadas ao
funcionamento de certos equipamentos de áudio, telecomunicações, controlo,
computadores e outros sistemas eletrónicos.
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Atualmente, o semicondutor correntemente utilizado no fabrico dos díodos de junção é o
silício. Ao silício no seu estado puro são adicionadas pequenas quantidades de certos
elementos obtendo-se dois tipos de material semicondutor: o tipo p e o tipo n.
A junção de um material semicondutor tipo p e um de tipo n dá origem ao díodo de junção
pn. O terminal que se obtém da ligação metálica à região p é designado por ânodo e o
terminal que liga à região n toma o nome de cátodo.
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O Díodo Ideal
Vd  0 - circuito fechado
Vd  0 - circuito aberto
Símbolo do
díodo
Característica
do díodo
Id
cátodo
ânodo
+
Vd
Vd
Id
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corrente
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0,7 V
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VD
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VL1+V1
-(VL2+V2)
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O Díodo zener
O Díodo zener opera do mesmo modo que o díodo normal quando polarizado
diretamente .
Na Figura está representado o símbolo do díodo zener bem como o modelo
simplificado.
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O Díodo zener
O Díodo zener opera de modo diferente do díodo normal quando polarizado
inversamente
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V> VZ
Quando se aplica uma tensão sobre o díodo zener e esta tensão é maior que a
tensão de zener o díodo comporta-se como se fosse uma fonte de tensão
constante com um valor Vz e diz-se que o díodo zener está ligado.
V<Vz
Quando se aplica uma tensão maior que zero e menor que a tensão de
zener o díodo zener está desligado e neste caso o díodo comporta-se como um
circuito aberto, conforme figura.
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Modelo linear do díodo de zener como fonte de tensão constante e resistência
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-(VZ+V1)
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V1+VZ
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Corrente contínua
Exercícios de aplicação
com díodos
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Exercício 1
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Exercício 2
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Exercício 3
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Exercício 4
Para o circuito da Figura, determine VD, VR, ID e IR.
Considere uma fonte E de 8,0 volts.
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Exercício 5
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Exercício 6
Para o circuito da Figura determine V0,PD e ID. Considere VD = 0,7V.
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Exercício 7
Determine V0, VD2, PD1, PD2 e ID do circuito da Figura.
Considere as tensões dos díodos VD = 0,7V.
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Exercício 8
Analise o circuito da Figura e determine I, VA, VR e V0.
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Exercício 9
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Exercício 10
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Exercício 11
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Exercício 12
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Exercício 13
Considere o circuito da Figura, em que os díodos D1 e D2 são caracterizados por um Vϒ = 0,7V e
um RF =0Ω. Determine as correntes I1 e I2 e a tensão aos terminais de R3 para as seguintes
situações:
a) V2 = 5V;
b) V2 = 12V;
c) V2 = 8V.
V2
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Exercício 14
Considere o circuito da Figura em que V = 0,7V, RF=0.
I1
I2
I3
Determine as correntes que I1, I2 e I3 para :
a) V1=10V e V2=10V
b) V1=5V e V2=10V
c) V1=5V e V2=2V
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Corrente contínua
Exercícios de aplicação em
com díodos zener
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Exercício 15
O circuito da figura mostra uma aplicação com um díodo zener. Numa primeira
análise deve calcular-se a tensão aplicada à resistência RL não tendo em conta o
díodo zener
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Exercício 16
Dado o circuito da Figura, determine:
a) A corrente IRP
b) A corrente IRL
c) A corrente IZ
d) A potência dissipada no diodo da Zener, (PZ).
V=10V
RP=80Ω
RL=200Ω
VZ=8V
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Exercício 17
Dado o circuito da figura determine a tensão aos terminais da carga RL e as
corrente IR, IZ e IRL
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Exercício 18
Dado o circuito da figura determine a tensão aos terminais da carga RL e as
corrente IR, IZ e IRL e a potência do zener Pz
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Exercício 19
Para o circuito da figura calcule: VL, VR, IZ e PZ
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Exercício 20
Dado o circuito da figura determine a tensão aos terminais da carga RL e as
corrente IR, IZ e IRL
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Exercício 21
Dado o circuito da figura determine a tensão aos terminais da carga RL e as
corrente IR, IZ e IRL e a potência do zener Pz
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Exercício 22
Para o circuito da figura calcule: VL, VR, IZ e PZ
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Exercício 23
Dado o circuito da figura, com V1=12V, Rp=50Ω/0,25W, RL=200Ω/0,5W e o díodo zener Dz
caracterizado por Vz=7,5V/0,5W, Izmin=15mA, calcule:
a) A corrente IRp
b) A corrente IRL
c) A corrente Iz
d) A potência dissipada na resistência Rp
e) A potência dissipada na resistência RL
f) A potência dissipada no díodo de zener
g) A potência nominal das resistências está correcta?
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Corrente alterna
Exercícios de aplicação em
com díodos
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Exercício 24
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Exercício 25
Para o circuito da figura, Vi é uma fonte de tensão alternada sinusoidal com Vmax=15V e com
período de 1ms. O díodo D é caracterizado por V=0,7V, Rf=0Ω e Rr=infinito e a resistência
R=100Ω.
a) Determine a corrente máxima em R;
b) Determine a corrente mínima em R;
c) Determine a corrente eficaz em R;
d) Determine a corrente média em R;
e) Esboce as formas de onda da tensão e corrente na resistência R e relacione-as com a forma de
onda da tensão na entrada.
f) Esboce as formas de onda de tensão e corrente no díodo e relacione-as com a forma de onda da
tensão na entrada.
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Exercício 26
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Exercício 27
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Exercício 28
Considere o circuito da Figura e responda às seguintes questões:
a) Esboce a forma de onda de V0 justificando todos os passos que conduziram o seu raciocínio.
b) Determine os valores máximo e mínimo de V0.
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Exercício 29
Considere que os diídos da Figura são ideais, Vf=2.5V e Vi=5V.sin(Wt).
a) Desenhe as formas de onda de entrada Vi e saída V0.
b) Desenhe as formas de onda Vi e V0, considerando invertida a polaridade da fonte de tensão
contínua.
c) Substitua a fonte de tensão contínua por um diodo de Zener de 3V, e repita a alínea a).
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Exercício 30
Considere o circuito da Figura, em que os díodos são ideais e Vin(t)=20.sin(wt).
a) calcule analiticamente os valores da tensão de entrada Vin para os quais os díodos mudam de estado.
b) represente num gráfico as tensões Vin(t), V01(t) e V02(t).
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Exercício 30
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Corrente alterna
Exercícios de aplicação em
com díodos zener
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Exercício 31
Para o circuito da figura, considere Vi=20.sin(2π100t) [V]. Com R=1kΩ, VZo=7,5V,
V=0,7V, Rf=0Ω, RZ=0Ω e Rr=infinito, responda às seguintes
questões:
a) Esboce as formas de onda da tensão de entrada e da tensão e corrente na resistência R.
b) Esboce as formas de onda de tensão e corrente no díodo de zener, relacionando-as com as formas de
onda de entrada
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Exercício 32
sinusoidal
~
~
~
~
~
~
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