Sumário. Circuitos Retificadores Circuitos Limitadores e Grampeadores Operação Física dos Diodos. Diodos. Circuitos Retificadores

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1 Sumário Diodos Circuitos Retificadores Circuitos Limitadores e Grampeadores TE214 Fundamentos da Eletrônica Engenharia Elétrica Circuitos Retificadores Circuitos Retificadores: Meia Onda O diodo retificador conerte a senóide de entrada em uma saída unipolar. Retificador de meia onda: utiliza metade dos ciclos da senóide de entrada. O O 0, R R r D S V D0 R R r D, S S V V D0 D0 Em muitas aplicações temos r D << R, logo: O S V D0 V D0 = 0,7V

2 Circuitos Retificadores: Meia Onda Circuitos Retificadores: Meia Onda Na escolha dos diodos: Capacidade de condução do diodo: maior corrente que ele pode conduzir Tensão de pico inersa (PIV): tensão que dee suportar sem entrar na região de ruptura Para o exemplo temos PIV = V S Normalmente escolhemos um diodo que suporte 50% a mais do alor esperado para PIV Circuitos Retificadores: Onda Completa Circuitos Retificadores: Onda Completa Retificador de onda completa: utiliza ambos os semiciclos da senóide de entrada inerte o semiciclo negatio da onda senoidal! Quando a tensão de entrada é positia (semiciclo positio), V S é positia, logo 1. Diodo D 1 conduz 2. Diodo D 2 cortado (inersamente polarizado) Quando a tensão de entrada é negatia (semiciclo negatio), V S é negatia, logo 1. Diodo D 1 cortado (inersamente polarizado) 2. Diodo D 2 conduz, PIV = 2V S -V D A corrente circula por R sempre no mesmo sentido

3 Circuitos Retificadores: Ponte Retificador em ponte: Implementação alternatia do retificador de onda completa. Quando a tensão de entrada é positia (semiciclo positio), a tensão V S é positia, logo 1. Diodos D 1 e D 2 conduzem 2. Diodos D 3 e D 4 cortados (inersamente polarizados) Quando a tensão de entrada é negatia (semiciclo negatio), a tensão V S é negatia, logo 1. Diodos D 1 e D 2 cortados (inersamente polarizados) 2. Diodos D 3 e D 4 conduzem Circuitos Retificadores: Ponte Durante ambos os semiciclos, a corrente circula por R no mesmo sentido PIV = V S -V D Retificador com Capacitor de Filtro Retificador com Capacitor de Filtro Capacitor em paralelo com a carga reduz a ariação na tensão de saída.

4 Retificador com Capacitor de Filtro Circuitos Retificadores: Resumo Circuitos Retificadores: Resumo Circuitos Limitadores Aplicação em circuitos de proteção. Característica de transferência geral para um circuito limitador Em geral k 1 Se I exceder o limiar superior (L+/K) ou o limiar inferior (L-/K) a tensão de saída será limitada a L+ e L- respectiamente.

5 Circuitos Limitadores Limitadores implementados combinando diodos e resistores. Circuitos Grampeadores Circuito restaurador de cc. O I C Limitadores simples e duplos Circuitos Grampeadores Compreender a física do dispositio que proporciona as características obseradas entre seus terminais.

6 O diodo é uma junção pn. Material semicondutor (silício) tipo p posto em contato com uma material semicondutor tipo n. Regiões p e n fazem parte de um mesmo cristal de silício. São criadas duas regiões com dopagens diferentes. Sílício Intrínseco (Cristal 2D) Círculos: núcleo átomos de silício. +4 indica sua carga positia de +4q, que é neutralizada pelos 4 elétrons da camada de alência. Ligações coalentes são formadas pelo compartilhamento dos elétrons pelos átomos izinhos. Em 0 K, todas as ligações estão completas e não há elétrons lires para condução de corrente. Em temperatura ambiente, alguns ligações coalente se rompem pela ionização térmica. Cada ligação rompida dá origem a um elétron lire e a uma lacuna. Ambos se tornam disponíeis para a condução de corrente elétrica. Difusão e Deria: Mecanismos pelos quais elétrons e lacunas se moem atraés de um cristal de silício. Corrente de difusão: gerada pela concentração de elétrons lires em uma região. Corrente de deria: gerada por um campo elétrico que acelera elétrons e lacunas. Semicondutores Dopados: Cristal de silício tem concentrações iguais de elétrons e lacunas. Silício Dopado: um dos materiais predomina (lacunas ou elétrons). Tipo n: silício dopado onde portadores majoritários são elétrons (-). Tipo p: silício dopado onde portadores majoritários são lacunas (+). Como é feita a dopagem? Introduz átomos de impurezas! Elemento pentaalente fósforo Silício tipo n Elemento trialente boro Silício tipo p

7 Semicondutores Dopados: Junção pn aberta Corrente de Difusão: I D (portadores majoritários) Região de Depleção: cargas não neutralizadas pelos elétrons/lacunas lires. Dá origem a um campo elétrico Corrente de Deria: I S (portadores minoritários) Junção pn polarizada inersamente Corrente I : elétrons circulando de n para p. Prooca aumento das cargas fixas positias Prooca aumento das cargas fixas negatias Aumenta a largura da camada de depleção Junção pn ruptura Corrente I : elétrons circulando de n para p. Moimenta as lacunas de p para n. Aumenta a largura da camada de depleção Aumenta a tensão da barreira I<I S I>I S

8 Junção pn polarização direta Corrente I : fornecimento de portadores majoritários em ambos os lados da junção. Neutralizam algumas cargas fixas Diminui a largura da camada de depleção Diminui a tensão da barreira