Experiência 1 O Diodo Semicondutor Aluno: Anthony Fellipe Moraes Fedrici Turma: A01-2 Objetivo Levantar a curva característica do diodo semicondutor; Determinar o ponto de trabalho do diodo utilizando a reta de carga. Material Utilizado 01 Fonte DC ajustável; 01 Matriz de contatos; 01 Multímetro; 01 Resistor: 470 /1W; 01 Diodo 1N4007; Procedimento Prático 1 – Utilizando um ohmímetro, identifique os terminais do diodo. 2 – Monte o circuito da figura 1. Figura 1 3 – Ajuste a tensão na fonte para se obter os valores de tensão descritos tabela 1 abaixo. Meça e anote a corrente no circuito. VS(fonte) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 VD(V) 0,00 0,65 0,69 0,71 0,72 0,73 0,73 0,74 0,75 0,75 0,76 0,76 ID(mA) 0,00 2,86 7,05 11,3 15,5 19,7 24,0 28,2 32,5 36,7 40,9 45,2 4 – Inverta a polaridade da fonte e preencha a tabela 2 abaixo. VS(V) ID(mA) -5 9,15 -10 19,7 -15 30,3 -20 40,9 -25 51,6 -30 62,2 Questões 1 – Com os dados obtidos na tabela 1 e 2 da figura 1 construa a curva característica do diodo (V D x ID). Id(mA) Tensão x Corrente 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Vd(V) 2 – Sobreponha ao gráfico (VD x ID) a reta de carga para o circuito indicado na figura 1, com a tensão da fonte em 5V. v=0,7 Determine o ponto de trabalho (VDQ e IDQ) do diodo nestas condições. Tensão x Corrente 70 60 Id(mA) 50 40 30 20 10 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Vd(V) Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores da tabela 1. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Conclusão A partir das simulações feitas e os resultados obtidos pode se concluir que a corrente sobre o diodo zener aumenta muito rápido a partir de dos 5V e sua tenção permanece quase constante a partir deste mesmo ponto. Bibliografia - Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; - BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 2 Regulador de Tensão com Diodo Zener Aluno: Anthony Fellipe Moraes Fedrici Turma: A01-2 Objetivo Analisar o comportamento funcional do diodo Zener. Material Utilizado 01 Diodo Zener: 5,6 V; 01 Fonte de tensão variável (0 - 30V); 02 Multímetros; Resistores: 220 (1/8 W), 1k (1W); 01 Matriz de contatos; Procedimento Prático 1 - Monte o circuito indicado na figura 1, com os seguintes valores: RS = 220 e RL = 1 K . Figura 1 2 - Varie a tensão da fonte (VS) e preencha a tabela 1 abaixo. VS(V) 2 1,64 4 3,28 6 4,92 8 5,57 10 5,64 12 5,70 14 5,75 16 18 5,80 5,85 20 5,90 IZ 0,00 (mA) 0,00 0,00 5,46 14,2 23,0 31,8 40,6 58,2 VRL 49,4 3 - Inverta o sentido da fonte VS, aplicando 5 V e meça o valor da tensão sobre a carga: VRL = -0,48V Questões 1 – Com base na tabela 1 e no resultado do item 3, descreva o comportamento do zener em função da tensão aplicada; Resposta: Conforme a tensão da fonte aumenta, a tensão em cima do diodo também aumenta, entretanto, o intervalo de um valor para o outro diminui conforme ele ultrapassa 5V. 2 – Para uma tensão de 15 V, qual o valor do resistor RS, que garante a atuação do Zener como regulador de tensão no circuito da figura 1? Resposta: RS deve ser der 375Ω para que o diodo Zener atue como regulador de tensão. Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores da tabela 1. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Conclusão A partir das simulações feitas e os resultados obtidos pode se concluir que após a tensão no diodo Zener ser alcançada, ela não sofre grandes alterações, entretanto sua corrente se eleva drasticamente, e devido a não alteração de sua tensão ele pode ser usado como regulador. Bibliografia - Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; - BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 3 Circuito com Zener e diodos comuns Aluno: Anthony Fellipe Moraes Fedrici Turma: A01-2 Objetivo Analisar o comportamento de um circuito, com diodos comuns, a partir de uma regulação de tensão obtida pela utilização de um diodo Zener. Material Utilizado 01 Matriz de contatos; 03 Diodos 1N4007; 01 Diodo Zener de 5,6 V ; 01 Fonte de tensão variável de 0 a 30V; 02 Multímetros; 05 Resistores de 1k ; Procedimento Prático 1 - Monte o circuito da figura 1, com VZ = 5,6 V, R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 1K : Figura 1 2 – Varie a tensão de entrada VE e meça o valor da corrente em R2, R3 e no Zener, conforme tabela 1 abaixo: VE (V) 5 8 10 16 20 I (R2) (mA) 1,74 2,93 3,73 4,87 4,91 I (R3) (mA) 0,88 1,48 1,88 2,45 2,47 IZ (mA) 0,00 0,00 0,00 3,13 7,03 3 – Para um valor de VE = 25 V meça os valores das tensões sobre os diodos: VD1 = 0,67V VD2 = 3,14V VD3 = 0,65V 4 – Aplique uma tensão VE = -15 V e meça os valores de corrente no diodo Zener e no resistor R4. I (Zener) = -14,6mA I (R4) = 0,00A Questões 1 – Com base na tabela 1 obtida no item 2 do procedimento, descreva o comportamento do diodo Zener em relação aos valores de tensão VE aplicados. Resposta: devido à disposição do circuito, o diodo zener não age como regulador até que a fonte atinja 16V. 2 – Faça os cálculos teóricos do procedimento 2, considerando a 2 a aproximação para os diodos, e compare com os valores medidos. Resposta: os valores medidos são semelhantes aos calculados variando na faixa de 0,02 3 – Faça os cálculos teóricos do item 3, considerando a 2 a aproximação para os diodos, e compare com os valores medidos. Resposta: os valores medidos são semelhantes aos calculados variando na faixa de 0,02 4 – Para o circuito montado, com VZ = 12 V, R1 = 200 , R2 = 500 , R3 = 300 e R4 = 100 e R5 = 400 , considerando os diodos ideais, calcule o menor valor de VE, para que o zener esteja atuando como regulador de tensão e para uma tensão VE = 25 V determine os valores das correntes em todos os resistores do circuito. Resposta: IR1= 99,2mA IR2 = 8,92mA IR3 = 6,39mA IR4 = 0,03mA IR5 = 6,39mA Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores da tabela 1. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Conclusão A partir das simulações feitas e os resultados obtidos pode se concluir que é possível observar de forma clara o funcionamento do Diodo Zener como regulador de tensão no circuito apresentado. Bibliografia - Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; - BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 4 Circuitos Retificadores Aluno: Anthony Fellipe Moraes Fedrici Turma: A01-2 Objetivo Verificar o efeito retificador de circuitos implementados com diodos; Verificar as formas de onda de sinais de tensão em retificadores de meia onda; Verificar as formas de onda de sinais de tensão em retificadores de onda completa. Material Utilizado 01 Transformador 220/(12 + 12)V; 02 Diodos 1N4007; 01 Resistor 470 - 5 W; 01 Osciloscópio; 02 Multímetros; 01 Matriz de contatos; Procedimento Prático 1 – Monte o circuito indicado na figura 1. 3 Figura 1 - Desenhe as formas de onda na saída do transformador e na carga R L. VL = 5,07V IL = 10,84mA 4 – Monte o circuito, conforme indicado na figura 2. Figura 2 5 - Desenhe as formas de onda na saída do transformador (12 V) e na carga R L. 6 – Meça os valores (DC) da tensão e corrente na carga R L: VL = 7,81V IL = 16,6mA Questões 1– Calcule a tensão e corrente média na carga para o circuito do item 1 do procedimento experimental, e compare com os valores medidos, no item 3; Resposta: Vm = 1,125V Im = 2,39mA 2– Calcule a tensão e corrente média na carga, para o circuito do item 4 do procedimento experimental, e compare com os valores medidos, no item 6 Resposta: V médio = 0,375V I médio = 0,80mA 3– Qual a freqüência de saída dos pulsos no retificador de meia onda? É onda completa? Resposta: frequência = 50Hz onda = 100Hz 4 – Qual a vantagem do retificador de onda completa em relação ao retificador de meia onda? Resposta: O retificador de onda completa mostrasse vantajoso em relação ao retificador de meia onda pois este tem um aproveitamento completo da onda senoidal enquanto o outro, apenas da metade. Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores calculados. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Conclusão A partir das simulações feitas e os resultados obtidos pode se concluir que conforme a alteração entre o Retificador de onda completa o e de meia onda, os valores de tensão e corrente variam. Bibliografia - Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; - BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996; Experiência 5 O Filtro capacitivo Aluno: Anthony Fellipe Moraes Fedrici Turma: A01-2 Objetivo Verificar o comportamento dos retificadores com filtros capacitivos Material Utilizado 01 Matriz de contatos; 01 Transformador 220/(12 + 12)V; 04 Diodos 1N4007; 01 capacitor de 470 F/25V eletrolítico; 01 capacitor de 100 F/25V eletrolítico; 01 Resistor 470 ; 01 Osciloscópio; 01 Multímetro; Procedimento Prático 1 – Monte o circuito conforme a figura 1: Figura 1 2 – Preencha a tabela abaixo, medindo os valores de tensão e corrente, indicados. VRL(DC) [V] IRL(DC) [mA] VRL max [V] VRL min [V] 9,426 20,07 15,48 0 VRL [V] 15,48 3 – Faça a ligação de um capacitor eletrolítico de 100 F, em paralelo com RL.(Observe a polaridade!). 4 – Preencha a tabela abaixo, medindo os valores de tensão e corrente, indicados. VRL(DC) [V] IRL(DC) [mA] VRL max [V] VRL min [V] 14,53 30,92 15,44 13,43 VRL [V] 2,02 5 . Substitua o capacitor por um de 470 F e preencha a tabela a seguir: VRL(DC) [V] IRL(DC) [mA] VRL max [V] VRL min [V] 10,9 23,3 4,6 4,35 VRL [V] 0,25 Questões 1 – Para o circuito do item 1 do procedimento experimental, calcule os valores de V L(DC), IL(DC) e compare com os valores medidos. 2 – Para o circuito do item 3 e 5 do procedimento experimental, calcule os valores de VL(DC), IL(DC) e VL e compare com os valores medidos. 3 – Para o circuito do item 3 do procedimento experimental, determine o valor da capacitância do filtro de modo que a tensão de saída tenha uma oscilação de 1,5 V. Simulação Fazer a simulação em qualquer um dos simuladores e fazer o relatório comparando os valores calculados. Podendo utilizar o Pspice, multsim, Proteus, etc. Conclusão A partir das simulações feitas e os resultados obtidos pode se concluir que não foi possível chegar a uma conclusão concreta entre os dados obtidos e as simulações realizadas. Bibliografia - Anotações feitas em sala de aula durante exposição teórica; - BOYLESTAD, R. L & NASHELSKY, L. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos, Editora Prentice-Hall do Brasil, 6a Edição, 1996;