lab3 -diodos

UNIVERSIDADE LUSÓFONA DE HUMANIDADES E
TECNOLOGIAS
LICENCIATURA EM ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA
ELECTRÓNICA GERAL
3º TRABALHO DE LABORATÓRIO
DÍODO
João Beirante
1º Parte do Trabalho de Laboratório
1. INTRODUÇÃO
Pretende-se neste trabalho obter as características V-I do Díodo de Silício, do LED e de um Díodo
Zener.
Os pares de valores (VD, ID) obtidos por variação da tensão de entrada Vi, conduzem à construção
da curva característica do díodo em teste e que, para o caso do Díodo de Silício é representada na
Fig. 1. O díodo é montado de acordo com o esquema da Fig. 2, numa 1ª fase, para obtenção da
sua característica directa, sendo depois invertido para obtenção da característica inversa.
R
ID
ID
A
Vi
D
K
VD
Fig. 1
VD
Fig. 2
2. CONDUÇÃO DOS TESTES
A - Díodo 1N4001
Implemente o circuito de acordo com o esquema da fig. 2, usando os seguintes componentes:
D = 1N4001
R = a determinar
Vi = fonte de tensão CC ajustável de 0 a 30V
Questão 1 - Calcule o valor, e potência de dissipação, da resistência R para uma corrente máxima
no circuito da ordem dos 30 mA.
1. Ajuste a tensão da fonte Vi para a sua tensão mínima. Em seguida faça variar o valor da tensão
de alimentação por incrementos de forma a permitir leituras de VD e ID significativas para o tipo
de curva que se pretende construir. Registe as leituras obtidas numa tabela.
2. Inverta a polarização do díodo D. Por variação da tensão Vi, tente medir o valor da corrente
inversa IR e a correspondente tensão inversa VR. Registe as leituras obtidas. Discuta os valores
encontrados.
Nota: tome em consideração a montagem adequada dos medidores de tensão e corrente de
forma a minimizarem-se os erros de leitura de IR e VR.
3. Trace a curva característica do díodo (características directa e inversa num mesmo gráfico).
4. A partir da curva característica do díodo obtida atrás, proponha um modelo linear aproximado
para o díodo que testou.
B - Díodo LED
Substitua, no circuito utilizado na parte A., o díodo 1N4001 por um LED.
Repita a experiência, seguindo os procedimentos descritos em A.
C - Díodo Zener 4,7V
Agora substitua o LED por um Díodo Zener de 4,7V.
Repita a experiência, seguindo os procedimentos descritos em A.
D - Comentários Finais
Apresente os seus comentários finais relativos ao trabalho efectuado, aos resultados encontrados e
correspondentes conclusões, tendo em conta as curvas teóricas dos díodos e as possíveis diferenças
encontradas.
2º Parte do Trabalho de Laboratório
Introdução
É objectivo do presente trabalho o estudo de alguns circuitos típicos que utilizam como seu elemento
fundamental o díodo.
Pretende-se com a observação das formas de onda na saída de cada um dos circuitos dados, a sua
comparação com o sinal de entrada, o registo dos seus valores máximos e mínimos (tensão e/ou
corrente), a observação de pontos de interesse particular e o seu registo, etc..
O registo das formas de onda a observar deve efectuar-se sobre o reticulado da folha em anexo,
não esquecendo de registar as escalas utilizadas no osciloscópio.
1. Circuitos com Díodos 1N4001 (Fig. 1, 2, 3 e 4) e Zener (Fig. 5 e 6)
Q1 - Para os circuitos das figuras 1 a 6 considere Vi = 10.sin(wt) e esboce num gráfico a tensão
de saída, justificando os resultados obtidos. Refira uma possível utilização de cada um dos
circuitos.
Faça a montagem do circuitos representados nas figuras 1 a 6 respectivamente, em que VL=VL1=
5VDC, VL2= -5VDC e DZ1 e DZ2 são díodos Zener com VZ0=4,7V.
Aplique na entrada uma tensão sinusoidal, com frequência de 1KHz e amplitude máxima 10V.
Registe as formas de onda das tensões de entrada e saída que observa no osciloscópio.
Comute o gerador de sinais para onda triangular e volte a registar as tensões na entrada e saída. No
caso das figuras 1, 2, 5 e 6, com o osciloscópio no modo X-Y, trace as respectivas curvas
representativas da função de transferência e comente-as.
2. Circuitos Rectificadores/Reguladores (Fig. 7)
Q2 - Justifique de forma analítica todos os resultados obtidos no Laboratório.
Faça a montagem do circuito representado na fig. 7, tendo o cuidado de manter desligados o
condensador C (10µF) e o díodo Zener (VZ0=7,5V). R1=220Ω e RL=1kΩ.
a) Aplique à entrada uma tensão sinusoidal, com frequência de 50Hz, obtida no secundário de um
transformador 220V/12V.
Registe as formas de onda das tensões na entrada e na saída que observa no osciloscópio, verifique
os seus valores máximos e mínimos, compare-los e justifique as diferenças encontradas.
b) Ligue agora o condensador C, registe as formas de onda que observa no osciloscópio e comente
o resultado comparativamente com o observado em a). Comente também quanto ao valor de C e
sua relação com a forma de onda na saída.
c) Acrescente ao circuito o díodo Zener DZ como indicado na figura.
Registe as formas de onda de entrada e saída que verifica no osciloscópio e explique as diferenças
observadas relativamente aos casos anteriores. Comente quanto ao valor de VZ e a sua relação com
a forma de onda na saída.
3. Circuito duplicador de tensão (Fig. 8)
Q3 - Justifique todos os resultados obtidos no Laboratório. Explique o funcionamento do circuito e
qual a sua utilidade.
Faça a montagem do circuito representado na fig. 8.
Aplique à entrada uma tensão sinusoidal de frequência 10 KHz e amplitude máxima 10V.
a) Com a resistência R (1KΩ) desligada do circuito, registe as formas de onda VA2 e VK2 (tensões
no ânodo e cátodo do díodo D2) que observa no osciloscópio.
b) Ligue a resistência R e volte a registar as tensões VA2 e VK2.
Repita as alíneas a) e b) para tensões de entrada com as seguintes frequências: 100KHz, 1KHz, e
100Hz.
Fig. 1
Fig.3
Fig. 2
Fig . 4
R
R
1k
Vi
1k
Dz
Vi
Vo
Dz1
Dz2
Fig. 5
Fig. 6
D
R1
RL
Vi
C
Vo
Dz
Fig. 7
C1
D2
VK2
Vi
RL
C2
D1
VA2
Fig. 8
Vo
Vo