Capítulo 2 Aplicações do Diodo

Transcrição

1 Capítulo 2 Aplicações do Diodo Prof. Eng. Leandro Aureliano da Silva Agenda Resistor Limitador de Corrente Análise por Reta de Carga Aproximações para o Diodo Configurações Série de Diodos com Entradas DC Configurações Paralela e Série-Paralela com Entradas DC Portas E/OU Circuitos Retificadores Eletrônica Para Automação Industrial 2 1

2 Resistor Limitador de Corrente A ligação de um diodo a uma fonte de alimentação deve ser feita sempre utilizando-se um resistor limitador em série, para protegê-lo contra a corrente máxima, como mostra a figura abaixo. Aplicando LKT no circuito ao lado: -E + V D + R x I D = 0 E V R = I D D Eletrônica Para Automação Industrial 3 Resistor Limitador de Corrente V F = V D e I F = I D são os pontos de polarização do diodo. Mas como nem sempre temos acesso à sua curva característica, devemos tomar cuidado para que o diodo não seja polarizado próximo dos seus limites V Fmáx e I Fmáx. Para que diodo opere na região de condução, a tensão deve ser tal que V T < V F <V Fmáx. Como essa faixa de tensão é muito estreita, adotamos Inicialmente V F = V T e I F << I Fmáx (por exemplo: I F = I Fmáx /2). R = E V I F T Eletrônica Para Automação Industrial 4 2

3 Resistor Limitador de Corrente Exercício 1 O diodo de sílicio 1N914 possui as seguintes especificações: V Fmáx = 1,0V e I Fmáx = 75mA. a) Determine o valor do Resistor R para uma corrente no diodo igual a metade de I Fmáx, quando ele é alimentado por uma tensão de 12V. b) Qual é a potência dissipada por esse diodo? Eletrônica Para Automação Industrial 5 Análise Por Reta de Carga Denomina-se ponto de trabalho ou ponto quiescente Q do diodo os valores de tensão e corrente V DQ e I DQ aos quais ele está submetido num circuito. O ponto Q pode ser obtido através da curva característica do diodo, na qual traça-se uma reta de carga. Para traçar a Reta de Carga, procede-se da seguinte forma: 1 - Determina-se a tensão de corte V D (Tensão no diodo quando ele está aberto). Aplicando LKT no circuito série anterior: -E+V D +V R =0 -E+V D +RxI D = 0 Pto de Corte: I D = 0 Logo: E=V D Eletrônica Para Automação Industrial 6 3

4 Análise Por Reta de Carga 2- Determina-se a corrente de saturação I D (Corrente no diodo quando ele está em curto); Aplicando LKT no circuito série anterior: -E+V D +V R =0 -E+V D +RxI D = 0 Pto de Saturação: V D = 0 Logo: I D = E/R 3- Traça- se a reta de carga sobre a curva característica do diodo; 4- O ponto quiescente Q, corresponde onde a reta de carga intercepta a curva característica do diodo; 5- Pode-se, também, calcular a potência de dissipação do diodo pela equação: P D = V D xi D Eletrônica Para Automação Industrial 7 Análise Por Reta de Carga Eletrônica Para Automação Industrial 8 4

5 Análise por Reta de Carga Exemplo: Dada a curva característica de um diodo, mostrada na figura abaixo, determinar o seu ponto quiescente e sua potência de dissipação, sabendo-se que ele está ligado em série com um resistor de 60Ω e alimentado por uma fonte de 3V. Eletrônica Para Automação Industrial 9 Aproximações Para o Diodo Eletrônica Para Automação Industrial 10 5

6 Aproximações Para o Diodo Eletrônica Para Automação Industrial 11 Aproximações Para o Diodo Eletrônica Para Automação Industrial 12 6

7 Configurações Série de Diodos com Entradas DC Circuito com Polarização Direta Circuito Equivalente Eletrônica Para Automação Industrial 13 Configurações Série de Diodos com Entradas DC Circuito com Polarização Reversa Circuito Equivalente Eletrônica Para Automação Industrial 14 7

8 Configurações Série de Diodos com Entradas DC Exercícios 1 Para a configuração série com diodo da figura abaixo, determine V D, V R e I D. 2 Repita o exercício anterior com o diodo invertido. Eletrônica Para Automação Industrial 15 Configurações Série de Diodos com Entradas DC 3 Determine I, V 1, V 2 e V O para a configuração em série dc da figura abaixo. Eletrônica Para Automação Industrial 16 8

9 Configurações Paralela e Série-Paralela 4 Determine I 1, I D1, I D2 e V O para a configuração da figura abaixo. Eletrônica Para Automação Industrial 17 Configurações Paralela e Série-Paralela 5 Determine I 1, I 2, I D2 e V O para a configuração da figura abaixo. Eletrônica Para Automação Industrial 18 9

10 Portas E/OU Porta OU Porta E Eletrônica Para Automação Industrial 19 10