Aula prática-Díodos - Moodle @ FCT-UNL

Disciplina :
Electrónica
Série de Exercícios sobre Díodos
(2ª parte)
Objectivo:
Pretende-se nesta disciplina, dotar os alunos de conhecimentos na área da análise e projecto de
circuitos electrónicos.
Versão 1.0
Ref: DEE-EI-03-001-010
Electrónica :
Série de exercícios sobre Díodos
Electrónica
Série de Exercícios nº2
Objectivo: Pretende-se, nesta série, explorar os conhecimentos nos seguintes tópicos:







Circuitos com elementos não lineares (em série e em paralelo); noção de recta de carga.
Introdução aos dispositivo electrónico baseados em junções PN: díodos.
Caracterização do díodo de junção (silício)
Análise de circuitos com díodos
Modelo de sinais fracos
Díodo de Zener
Análise de circuitos com díodos
Exercícios
Característica de transferência
Exercício 1 - Caracterização de um díodo:
1.1 - Esboce a curva característica i-v de um díodo de junção PN, indicando explicitamente (recorrendo
a expressões) as diversas zonas de funcionamento deste dispositivo.
1.2 – Identifique os diversos modelos utilizados para descrever o comportamento do díodo.
Exercício 2 - Considere os circuitos representados na figura 1.
Vo
Vo
a)
b)
Figura 1
2.1 – Determine os valores de tensão e corrente em cada circuito. Assuma que a tensão Vi aplicada é de
10 V, e que se utilizam as seguintes aproximações:
- modelo díodo ideal,
- modelo díodo com tensão limiar de condução igual 0.6V,
- modelo díodo com tensão limiar de 0.6V e resistência interna de 20Ω,
- modelo díodo real.
2.2 – Com base no modelo de díodo ideal, trace a característica de transferência Vi-Vo.
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Electrónica :
Série de exercícios sobre Díodos
Análise de circuitos com díodos
Exercício 3 - Obtenha o valor da tensão Vo e corrente Io. Considere díodos ideais com Vdon=0.7V.
Io
Vo
Io
a)
Vo
b)
Figura 2
Exercício 4 - Calcule os valores de tensão e corrente em cada um dos circuitos representados na Figura
3.
a)
c)
c)
Figura 3
Aplicações tipo
Rectificador de meia onda com/sem filtragem de saída
Exercício 5 - Considere o circuito representado na Figura 4 no qual é utilizada uma fonte sinusoidal
com 10 V de amplitude:
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Electrónica :
Série de exercícios sobre Díodos
Vo
Vi=10.sin(wt)
Figura 4
5.1 - Determine a forma de onda à saída.
5.2 – Ao adicionar à saída e em paralelo um condensador de 1uF, quais as alterações introduzidas no
funcionamento do circuito?
Rectificador de onda completa
Exercício 6 - Considere o circuito representado na Figura 5 no qual é utilizada uma fonte sinusoidal
com 10 V de amplitude.
Vi=10.sin(wt)
Vo
Figura 5
6.1 - Determine a forma de onda à saída.
6.2 –Ao adicionar à saída e em paralelo um condensador de 1uF, quais as alterações introduzidas no
funcionamento do circuito?
6.3 – Compare com os resultados obtidos na questão 5.
Limitadores
Exercício 7 - Represente a forma de onda da tensão de saída e da corrente na resistência.
Vo
Vi=10.sin(wt)
Figura 6
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Electrónica :
Série de exercícios sobre Díodos
Díodo de Zener
Exercício 8 - Obtenha a característica de transferência V1-Vo do circuito representados na Figura 7, o
qual incluí um díodo de Zener (Vz = 7V, Vdon=0.7V).
Vo
Figura 7
Exercício 9 - Considere o regulador de tensão representado na Figura 8.
Il
I1
Iz
Vo
Figura 8
Parâmetros do díodo de Zener:
VZ= 4.7 V @ Iz = 53mA
Rz = 8 Ω
V1 = 12 ± 2 V
R1 = 220 Ω
9.1 – Obtenha o valor nominal de Vo, considerando RL = ∞.
9.2 – Determine o valor máximo e mínimo da tensão Vo, para uma resistência RL= 470 Ω. Represente a
característica de transferência Vi-Vo.
9.3 - Obtenha o valor nominal de Vo, considerando RL = 100 Ω.
9.4 – Determine o valor mínimo de RL que mantenha o díodo na zona de disrupção.
Exercício 10 - Considere o limitador de tensão representado na Figura 9.
Vo
Figura 9
Obtenha a característica de transferência Vi-Vo e represente, no tempo, o sinal de saída, considerando:
Vi:
15.sin(2000.t)
Vdon = 0.7V, Rdon=50Ω
Vz=4.7 V @ Iz= 20mA, Rz=20 Ω
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Electrónica :
Série de exercícios sobre Díodos
Exercício 11 - O díodo de Zener representado no circuito da figura 5, caracteriza-se por Vz=2V e
Vdon=0.7V.
Vo
Figura 10
Pretende-se representar o sinal Vo(t) e i2(t), considerando que é aplicado à entrada um sinal triangular
com 10 V de pico. Pretende-se, igualmente, obter i2(t) no caso de R1 = 10Ω.
Modelo de sinais fracos
Exercício 12 - Considere os circuitos representados na Figura 11:
Vo
b)
Vo
b)
Figura 11
12.1- No circuito da figura 11 a):
a) Obtenha o esquema equivalente do circuito em regime estático (baixa frequência).
Considere Vdon = 0.7V e n=1.
b) Represente o esquema do circuito em regime dinâmico.
c) Determine Vo.
12.2– No circuito da figura 11 b):
a) Determine a amplitude da variação do sinal de saída Vo.
b) Obtenha a resistência de saída.
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