Ponte Retificadora - Grupo de Mecatrônica EESC/USP

Capı́tulo 5
Diodo e Ponte Retificadora
5.1
Introdução
Diodo semicondutor é um componente eletrônico composto de cristal semicondutor
de silı́cio ou germânio numa pelı́cula cristalina cujas faces opostas são dopadas por diferentes
gases durante sua formação. É o tipo mais simples de componente eletrônico semicondutor,
usado como retificador de corrente elétrica.
A polarização do diodo é direta quando o pólo positivo da fonte geradora entra em
contato com o lado do cristal P(chamado de anodo) e o pólo negativo da fonte geradora entra
em contato com o lado do cristal N(chamado de catodo).
O fenômeno da condutividade em um só sentido é aproveitado no diodo como um
chaveamento da corrente elétrica para a retificação de sinais senoidais, portanto, este é o
efeito diodo semicondutor mais usado na eletrônica, pois permite que a corrente flua entre
seus terminais apenas numa direção. Esta propriedade é utilizada em grande número de
circuitos eletrônicos e nos retificadores.
Os retificadores são circuitos elétricos que convertem a tensão CA (AC) em tensão
CC (DC).
Um circuito que remove o pico de uma onda é conhecido como clipper. Diodos
de silı́cio não conduzem até que a tensão aplicada exceda 0.6V e somente quando o anodo é
positivo em relação ao catodo. Assim, o diodo tem uma alta resistência em tensões abaixo de
0.6V, e baixa resistência com tensões acima desse valor. O diodo, então, pode ser usado como
uma “chave” em circuitos eletrônicos.
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Os diodos são projetados para assumir diferentes caracterı́sticas: diodos retificadores são capazes de conduzir altas correntes elétricas em baixa freqüência, diodos de sinal
caracterizam-se por retificar sinais de alta freqüência, diodos de chaveamento são indicados
na condução de altas correntes em circuitos chaveados. Dependendo das caracterı́sticas dos
materiais e dopagem dos semicondutores há uma gama de dispositivos eletrônicos variantes
do diodo. Alguns tipos de diodos são vistos abaixo:
Figura 5.1: Circuitos Clipper1.ms10
Pré-requisitos
Os estudantes devem ter uma introdução teórica sobre semicondutores, clippers,
clampers e retificação;
Os estudantes devem ser capazes de usar o multı́metro e osciloscópio no ambiente
Multisim e NI Elvis.
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Prática 04
Integrantes do Grupo:
1:
2:
3:
4:
5:
6:
Parte 1: Montagem e simulação do circuito
1. Abra o arquivo Clipper1.ms10
Figura 5.2: Circuitos Clipper1.ms10
2. Monte os circuitos da figura 5.2 no NI ELVIS (Procure orientação do professor).
Notas: Os primeiros circuitos são exatamente os mesmos exceto pela tensão DC. Um
deles tem +2V e o outro -2V. O último circuı́to tem um resistor de 10Ω usado no lugar
do resistor de 10KΩ do circuito anterior.
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Parte 2: Questões
1. Execute a simulação dos circuitos no MultiSim. Desenhe as formas de ondas das respectivas saı́das, destacando cada ponto significativo (picos e nı́veis de DC).
2. Execute a simulação dos circuitos no NI Elvis. Desenhe as formas de ondas das respectivas saı́das, destacando cada ponto significativo.
3. Explique quais as principais diferenças entre as saı́das dos três circuitos.
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4. Abra o arquivo ClipperApplications.ms10. Analise os circuı́tos para entender como
eles funcionam.
Figura 5.3: Circuito ClipperApplications.ms10
5. Execute a simulação dos circuitos no MultiSim. Desenhe as formas de ondas das respectivas saı́das, destacando cada ponto significativo (picos e nı́veis de DC).
6. Execute a simulação dos circuitos no NI Elvis. Desenhe as formas de ondas das respectivas saı́das, destacando cada ponto significativo.
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7. Explique quais as principais diferenças entre as saı́das dos dois circuitos.
8. Abra o arquivo BridgeRectifierWFilter.ms10 relativo ao circuito abaixo:
Figura 5.4: Ponte Retificadora
9. Execute a simulação dos circuitos no MultiSim. Desenhe as formas de ondas das respectivas saı́das, destacando cada ponto significativo (picos e nı́veis de DC).
10. Explique, de forma sucinta, como funciona a ponte retificadora do circuito BridgeRectifierWFilter.ms10.
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