Lista de Exercícios 04

ELETRÔNICA I – 2312A – PROF. ALCEU FERREIRA ALVES
4ª LISTA DE EXERCÍCIOS – DIODOS COM FINALIDADES ESPECÍFICAS – 15/09/2008
1) Um diodo zener tem 15V aplicados sobre ele com uma corrente de 20mA. Qual a potência
dissipada?
2) Se um diodo zener tiver uma especificação de potência de 5W e uma tensão zener de 20V, qual a
sua corrente máxima?
3) Um diodo zener tem uma resistência zener de 5Ω. Se a corrente variar de 10 a 20mA, qual a
variação de tensão através do diodo zener?
4) Uma variação de corrente de 2mA através de um diodo zener produz uma variação de tensão de
15mV. Qual o valor da resistência zener?
5) O diodo zener da figura 01(a) tem uma tensão zener de 15V e uma especificação de potência de
0,5W. Se VS=40V, qual o valor mínimo de RS que impede que o diodo zener seja destruído?
4kΩ
Rs
+
+
Vs
Vs
+
VL
+
VL
VZ =25V
_
_
(b)
(a)
FIGURA 01
6) Use os mesmos dados do exercício anterior, exceto RS=2kΩ. Qual o valor da corrente zener? Qual
a potência dissipada pelo diodo zener?
7) Na figura 01(a), VZ=18V, RZ=2Ω, RS=68Ω e VS=27V. Qual o valor da corrente zener? Qual a
variação de tensão na carga se VS variar para 40V?
8) Na figura 01(b), qual o valor mínimo da tensão da fonte que mantém o diodo zener funcionando
na sua região de ruptura?
9) A tensão da fonte na figura 01(b) varia de 40V para 60V. Se o diodo zener tiver uma resistência
zener de 10Ω, qual a variação de tensão na carga?
10) Na figura 02(a), calcule o valor aproximado da corrente zener para cada resistência de carga:
a) RL=100k Ω
b) RL=10k Ω
c) RL=1k Ω
240 Ω
1,5kΩ
40V +
RL
30V +
VZ =10V
500 Ω
1N1594
(a)
(b)
FIGURA 02
11) Na figura (02)a, considere RL=470Ω e calcule qual a tensão na carga para cada uma das condições
abaixo:
a) Diodo zener em curto
d) Resistor série em curto
b) Diodo zener aberto
e) Resistor de carga em curto
c) Resistor série aberto
12) Suponha que a fonte do circuito da figura 02(a) tenha uma ondulação de pico-a-pico de 4V. Se a
resistência zener for de 10Ω, qual a ondulação de saída?
13) Para qual valor de resistência de carga o regulador zener da figura 02(a) deixa de funcionar?
14) Qual o valor crítico da resistência em série da figura 02(a), se a resistência de carga for de 1kΩ?
15) Considere no circuito da figura 02(a) que a resistência RL pode variar de infinito a 1kΩ. Se
RZ=10Ω, qual a variação na tensão da carga ao longo dessa faixa?
16) No 1N1594 da figura 02(b), VZ=12V e RZ=1,4Ω. Qual a tensão na carga? Qual a corrente zener?
Qual a ondulação de saída, supondo uma ondulação de entrada de 5Vpp?
17) Utilize os mesmos dados do problema anterior e suponha que a resistência de carga pode variar de
infinito a 500Ω. Quais os valores máximo e mínimo da corrente zener? Qual a variação de tensão
na carga?
18) Ainda com os mesmos dados, suponha que a resistência de carga pode diminuir até 50Ω. Para qual
valor de RL o regulador zener pára de funcionar?
19) Suponha agora que no regulador da figura 02(b) você mede aproximadamente 20V na resistência
de carga. Que componente você sugere que esteja com defeito? Por que?
20) Um regulador zener tem VZ=15V. VS pode variar de 22V a 40V e RL pode variar de 1k a 50kΩ.
Qual o valor crítico da resistência em série?
21) Dois reguladores zener estão ligados em cascata. O primeiro tem RS=680Ω e RZ=10Ω. O segundo
tem RS=1,2kΩ e RZ=6Ω. Suponha que o ripple da fonte seja de 9Vpp e calcule a ondulação na
saída.
22) Na figura 3, considere que a tensão cc da carga seja 25V, VLED=2V e R1=1kΩ. Qual a corrente do
LED?
115Vac
V130LA2
R1
R2
+
RL
1000 µ F
TIL221
FIGURA 3
1N753
23) Na figura 3, a tensão de secundário é 12,6Vca. Calcule a corrente do LED considerando que
R1=1kΩ e as quedas nos diodos são desprezíveis.
24) Suponha que a tensão direta no LED da figura 3 possa variar entre 1,5V (mínima) e 2,3V
(máxima). A tensão na carga é 10V e R1=470Ω. Calcule as correntes máxima e mínima no LED.
25) A tensão de secundário na figura 3 é de apenas 3,6Vca. Se os diodos forem substituídos por diodos
Schottky, qual será o valor de pico ideal de tensão na carga? Qual o pico de tensão na carga depois
de subtrair a queda de tensão nos diodos Schottky? Qual a vantagem que os diodos Schottky
apresentam neste caso?
26) No circuito da figura 3, o LED não acende. Escolha um ou mais motivos dentre os listados abaixo
para tentar justificar porque o LED não acende:
a) o varistor de entrada (V130LA2) está aberto
b) o terra entre os dois diodos à esquerda da ponte está aberto
c) o capacitor de filtro está aberto
d) o capacitor de filtro está em curto
e) o resistor de carga está aberto
f) o resistor de carga está em curto
27) No opto-acoplador da figura 4, V2=20V, R2=47kΩ e I2 varia de 2 a10µA. Qual a variação de
tensão através do fotodiodo?
R1
V1
+
R2
Vent
Vsaída
+
V2
FIGURA 4
28) Calcule a resistência em série para que um regulador zener chegue às seguintes especificações:
tensão de fonte variando entre 30V e 50V, corrente de carga variando entre 10 e 25mA, tensão de
carga de 12V.
29) Projete um regulador zener com as seguintes especificações: tensão na carga de 6,8V; tensão da
fonte de 20V +/-20% e corrente de carga 30mA +/-50% (especifique potência e resistência zener).
30) A ondulação de entrada num regulador zener é de 4Vpp, a tensão da fonte é de 30V, a resistência
da fonte de 1kΩ e a resistência de carga é de 820Ω. A tensão na carga deve ser de 12V.
Especifique um diodo zener que produzirá um regulador zener quase-ideal (especifique potência e
resistência zener).
RESPOSTAS
1) 300mW - 2) 0.25A - 3) 50mV - 4) 7.5Ω - 5) 750Ω - 6) 12.5mA, 187.5mW - 7) 128.57mA, 371.43mV - 8)
25V - 9) 49.88mV - 10) 19.9mA, 19mA, 10mA - 11) 0V, 9.54V, 0V, 10V, 0V
12) 26.67mV - 13) RL<500Ω - 14) RS≤3k Ω - 15) 98.7mV - 16) 12V, 51mA, 29.17mVpp
17) 74.57mA, 51mA, 33mV - 18) RL<160Ω - 19) Zener aberto, funciona apenas o divisor resistivo - 20) 466.7Ω
- 21) 0.66mVpp - 22) 23mA - 23) 15.82mA - 24) 18.1mA, 16.4mA
25) 5.1V, 4.6V, menor queda de tensão VF - 26) b, d, f - 27) 376mV - 28) 720Ω
29) RSmáx=204.44Ω - 30) RZ≤8.2Ω