Lista de Exercícios de Dispositivos Eletronicos

Lista de Exercícios de Dispositivos Eletrônicos
Retificadores
(ENG - 20301)
Lista de Exercícios (Selecionados) de Dispositivos Eletrônicos
06) Determine a queda de tensão direta através do diodo cujas características aparecem na figura
abaixo, a temperaturas de -75 oC, 25 oC, 100 oC e 200 oC e com uma corrente de 10 mA. Para
cada temperatura, determine o valor da corrente de saturação. Compare os extremos de cada uma
e comente a razão entre as duas.


 25 C   1, 25 V
100 C   1V
 200 C   0, 6 V
VD 75 oC  1, 6 V
VD
VD
VD
o
o
o
VD1 VD 2 VD 3 VD 4
07) Com base na figura abaixo, qual seria o valor apropriado de VT para esse dispositivo?
Compare com o valor obtido de VT para o silício e o germânio.
VT  2, 25 V
VD _ Si  0, 7 V
VD _ Ge  0,3V
VT
09) a) Utilizando a curva característica da figura abaixo, determine ID, VD e VR para o circuito da
figura.
b) Repita o item anterior utilizando o modelo aproximado do diodo e compare os resultados.
c) Repita o item a) utilizando o modelo ideal do diodo e compare os resultados.
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a)
I D  21mA
VD  0,9 V
ON
VR  E  VD  8  0,9
VR  7,1V
b)
VD  0, 7 V
VR  E  VD  8  0, 7
VR  7,3V
I DQ
ID 
VR
7,3

 22,13mA
R 0,33k
c)
VD  0 V
VR  E  VD  8  0
VR  8 V
ID 
VR
8

 24, 2 mA
R 0,33k
VDQ
11) Determine a corrente I para cada uma das configurações das figuras abaixo utilizando o
modelo equivalente aproximado do diodo.
ON
 ON
OFF
I  0A
OFF
VR  20  0, 7
VR  10 V
VR  19,3V
I
VR 19,3

 0,965 A
R
20
12) Determine VD e ID para os circuitos das figuras a seguir.
I
VD  0, 7 V
Vo  5  0, 7
Vo  4,3V
ON
ON
Vo
4,3

R 2, 24
I D  1,95 mA
ID 
VR 10
  1A
R 10
VD  0, 7 V
ID 
8  VD
8  0, 7

RT
1, 2k  4, 7 k
I D  1, 24 mA
Vo  8  1, 2k  I
Vo  8  1, 48
Vo  6,5 V
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16) Determine Vo e ID para os circuitos das figuras.
ON
OFF
ON
ON
Vo  20  0, 7
VR  15  VD   5 
Vo  19,3V
VR  20  0, 7
Vo 1 19,3 1
 

R 2 4, 7 k 2
I D  2, 05 mA
VR  19,3V
ID 
VR 19,3

R 2, 2k
I D  8, 77 mA
ID 
Vo  15  0, 7
Vo  14,3V
17) Determine Vo e I para os circuitos abaixo.
OFF
ON
ON
ON
VD  0,3V
VD  0, 7 V
Vo  10  0, 7
Vo  10  0, 7  0, 7
Vo  9, 7 V
Vo  14, 6 V
Vo 9, 7

R 1k
I  9, 7 mA
I
VR Vo  12

R
R
V
14, 6  12
I R 
R
4, 7 k
I  0,55 mA
I
18) Determine Vo1, Vo2 e I para o circuito da figura abaixo.
Vo1  0, 7 V
I2
I1
Vo 2  0,3V
20  Vo1 20  0, 7

1k
1k
I1  19,3mA
I1 
ON
ON
Vo1  Vo 2 0, 7  0,3

0, 47 k
1k
I1  0,85 mA
I2 
I  I1  I 2
I  19,3m  0,85m
I  18, 45 mA
20) Determine Vo para a porta OR de lógica negativa da figura abaixo.
ON
5  0, 7 4,3

1k
1k
I  4,3mA
I


Vo  I  R  4,3m 1k
OFF
Vo  4,3V
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21) Determine Vo para a porta AND de lógica negativa da figura abaixo.
Vo  0,7 V
OFF




ON
22) Determine Vo para a porta da figura abaixo.
Vo  10 V
OFF




OFF


23) Determine Vo para a configuração da figura a seguir.
Vo  4,7 V
OFF




ON
24) Para o circuito da figura abaixo, esboce a forma de onda de vo e determine Vdc.
VDC 
Vi _ pk


2 110

VDC  49,52 V
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Vi
200.00
100.00
0.0
-100.00
-200.00
Vo
200.00
150.00
100.00
50.00
0.0
-50.00
0.0
10.00
20.00
Time (ms)
30.00
40.00
25) Para o circuito da figura a seguir, esboce as formas de onda de vo e ir.
Vi
15.00
10.00
5.00
0.0
-5.00
-10.00
-15.00
Vo
2.00
0.0
-2.00
-4.00
-6.00
-8.00
-10.00
-12.00
I(R1)
10.00m
8.00m
6.00m
4.00m
2.00m
0.0m
-2.00m
0.0
10.00
20.00
Time (ms)
30.00
40.00
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26) Esboce a forma de onda de vo para o circuito abaixo e determine a tensão cc disponível.
Vo _ DC  2 
Vo _ pk


2 100

Vo _ DC  63, 66 V
Vi
150.00
100.00
50.00
0.0
-50.00
-100.00
-150.00
Vo
20.00
0.0
-20.00
-40.00
-60.00
-80.00
-100.00
-120.00
0.0
10.00
20.00
Time (ms)
30.00
40.00
28) Determine a tensão vo dos circuitos da figura a seguir conforme o sinal de entrada aplicado.
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Vi
15.00
10.00
5.00
0.0
-5.00
-10.00
-15.00
Vo
4.00
3,28V
3.00
2.00
1.00
0.0
-1.00
0.0
10.00
20.00
Time (ms)
30.00
40.00
20.00
Time (ms)
30.00
40.00
Vi
10.00
5.00
0.0
-5.00
-10.00
-15.00
Vo
20.00
14,3V
15.00
10.00
5.00
0.0
-5.00
0.0
10.00
30) a) Determine VL, IL, IZ e IR para o circuito abaixo considerando RL = 180 Ω.
b) Repita o item a) se RL = 470 Ω.
c) Determine o valor de RL que estabelece as condições de máxima potência para o diodo zener.
d) Determine o valor mínimo de RL para garantir que o diodo zener está no estado ligado.
a)
I Z max 
PZ max 400m

VZ
10
I Z max  40 mA
IL 
VL 10

RL 180
I L  55,55 mA
IR 
20  VZ 20  10

Rs
220
I R  45, 45 mA
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Então:
I Z  I R  I L  45, 45m  55,55m
I Z  10 mA!!!
Não funciona.
b)
IL 
VL
10

RL 470
I L  21, 27 mA
I Z  I R  I L  45, 45m  21, 27m
I Z  24,17 mA
c)
I Z max  40 mA
I L  55,55 mA
I RS  I Z  I L  40m  55,55m
I RS  95,55 mA
RS 
VRS 20  VZ

I RS 95,55m
RS 
20  10
 104, 66 
95,55m
RS 
VRS 20  VZ

I RS 59,55m
RS 
20  10
 167,9 
59,55m
d)
I Z max  40 mA
I Z min  0,1  I Z max  4 mA
I L  55,55 mA
I RS  I Z  I L  4m  55,55m
I RS  59,55 mA
31) a) Projete o circuito da figura abaixo para manter VL em 12 V para uma variação na carga (IL)
de 0 a 200 mA. Ou seja, determine Rs e VZ.
b) Determine PZmax do diodo zener do item a).
b)
PZ max  VZ  I L max
PZ max  12  200m
PZ max  2, 4 W  PZ max  3 W
a)
I Z max 
PZ max 3

VZ
12
I Z max  250 mA
I Z min  0,1  I Z max  25 mA
I RS '  I Z max  I L min
I RS '  250m  0  250 mA
I RS ''  I Z min  I L max
I RS ''  25m  200  225 mA
RS 
VRS 16  12

I RS ' 250m
RS  16 
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32) Para o circuito da figura a seguir, determine a faixa de Vi que manterá VL em 8 V e não
excederá a potência máxima nominal do diodo zener.
IL 
VL
8

RL 0, 22k
I L  36, 26 mA
I Z max 
PZ max 400m

VZ
8
I Z max  50 mA
I Z min  0,1  I Z max  5 mA
I RS '  I Z max  I L
I RS '  50m  36,36  86, 66 mA
I RS ''  I Z min  I L
I RS ''  5m  36,36  41,36 mA
Vi max  VZ  RS  I RS '
Vi max  8  91 86, 66m  15,86 V
Vi min  VZ  RS  I RS ''
Vi min  8  91 41,36m  11, 76 V
35) Um filtro fornece uma saída de 28 V, sem carga, e 25 V para uma operação com carga
máxima. Calcule a regulação da tensão em termos percentuais.
Vsem _ carga  Vcom _ carga
28  25
Reg 
100% 
100%  12%
Vcom _ carga
25
36) Um filtro a capacitor de 400 μF tem como entrada uma tensão retificada de onda completa,
com 18 V de pico. Qual a ondulação e os valores das tensões cc no capacitor para uma carga que
drena 100 mA?
2, 4  I cc 2, 4 100
4,17  I cc
4,17 100
Vr 

 0, 6 Vrms
Vcc  Vpk 
 18 
 17 V
C
400
C
400
40) Um capacitor de 500 μF fornece uma corrente de carga de 200 mA com ondulação de
8%.Calcule a amplitude da tensão retificada obtida da rede de 60 Hz e os valores da tensão cc no
capacitor.
4,17  I cc
2, 4  I cc 100 2, 4  200 100
4,17  200
 12 
 13, 7 V
Vcc 


 12 V Vpk  Vcc 
C
500
C
Reg
500
8
41) Calcule a tensão de saída e a corrente no diodo zener no circuito regulador da figura abaixo.
Vo  VZ  VBE  8,3  0, 7  7, 6 V

V
 BE
Io 
Vo 7, 6

 3,8 mA
RL 2k
Io
3,8m
 0, 038 mA
 100
V V
15  8,3
IR  i Z 
R
1,8k
I R  3, 72 mA
IB 

I Z  I R  I B  3, 7m  0, 038m
I Z  3, 68 mA
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42) Calcule a tensão de saída do circuito da figura abaixo.
Vo  8, 2k
 10 V
12k  8, 2k
VZ  Vx  10 V
Vx 
Vo 
10  12k  8, 2k 
 24, 63V
8, 2k
x
44) Calcule a tensão de entrada mínima do retificador de onda completa e do capacitor na figura
a seguir, quando conectado a uma carga que drena 250 mA de corrente.
Vc _ pk  2  20  28, 28 V
4,17  I cc

C
4,17  250
Vcc  28, 28 
500
Vcc  26,195 V
Vcc  Vc _ pk 
2, 4  I cc
C
2, 4  250
Vr 
500
Vr  1, 2 Vrms
Vr 
Vr 1, 2

 0,85 V
2
2
 Vc _ pk  2  Vr _ pk
Vr _ pk 
Vc _ min
Vc _ min  26,195  2  0,85
Vc _ min  24,5 V
45) Determine o valor máximo permitido para a corrente de carga na qual a regulação é mantida
pelo circuito da figura abaixo.
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C
I max_ci  1A
Pin
Vin _ min  Vo  3
Pin
Vin _ min  8 V

 f  V
 120  12
Pin
f  Vin _ pk  Vin _ min
2
2
in _ pk
2
2
 Vin _ min


C
2
 8  200 
2
Pin  0,96 W
Vin _ pk  12 V
Io 
Pin 0,96

 192 mA
Vo
5
46) Determine o valor da tensão regulada na saída do circuito a seguir.
 R 
Vo  Vref  1  2   I adj  R2
R1 

 1,5k 
Vo  1, 23  1 
  100  1,5k
220 

Vo  9,92 V
47) Para a configuração em série do diodo da figura a abaixo, empregando a curva característica
do diodo da figura, determine:
a) VDQ e IDQ;
b) VR.
I D  mA 

 VD  I D

9
I DQ  2 mA
7
VR  2  VDQ  2  1  1V
VR
5
Si
2V

500
VDQ  1V

I DQ 3
1
1,0
2,0
3,0
VD V 
VDQ
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49) Repita os dois problemas anteriores considerando o modelo do diodo por queda de tensão
constante.
V
1,3
I DQ  R 
 2, 6 mA
VDQ  0, 7 V
R 500
VR  2  VDQ  2  0, 7  1,3V
V
1,3
I DQ  R 
 6,5 mA
R 200
50) Considerando os circuitos abaixo, verifique se os diodos estão em condução ou bloqueados.


D1
Vf
R1
Vf
R2

R1
D1

Circuito (a).
Estado: ___Ligado____________________
Circuito (b).
Estado: _____Bloqueado________________
Região de operação: __Direta____________
Região de operação: ___Reversa__________


D1
Vf
D2
R1

V1

R1 D1
10V
5V

V2

Circuito (c).
Estado: __D1 OFF e D2 ON____________
Circuito (d).
Estado: ______Ligado_________________
Região de operação: D1 Reversa e D2 Direta
Região de operação: __Direta___________
D1
R1


Vf
Vf


D1
D2
R1
Circuito (e).
Estado: ______Bloqueado______________
Circuito (f).
Estado: ___D1 ON e D2 OFF____________
Região de operação: ______Reversa______
Região de operação: D1 Direta e D2 Reversa
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

D1
V1
V1


V2
R1

Circuito (g).
Estado: _____Ligado___________________
Região de operação: ___Direta___________


V2

D1
10V
R1
5V
D2
Circuito (h).
Estado: _D1 Ligado e D2 Ligado_________
Região de operação: D1 Direta e D2 Direta
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