Retificadores (ENG ) Lista de Exercícios de Dispositivos Eletrônicos

Transcrição

1 Retificadores (ENG ) Lista de Exercícios de Dispositivos Eletrônicos 01) Descreva com suas palavras o significado da palavra ideal aplicada a um dispositivo ou sistema. 02) Qual é a principal diferença entre as características de uma chave simples e as de um diodo ideal? 03) Descreva a diferença entre os materiais semicondutores do tipo n e do tipo p. 04) Descreva a diferença entre impurezas doadoras e aceitadoras. 05) Utilizando a equação abaixo, determine a corrente no diodo a 20 o C para um diodo de silício com I s = 0,1 μa em um potencial de polarização reversa de -10 V. kv D 1 TK ID Is e Onde: I s = corrente de saturação reversa; k = /n com n=1 para o germânio e n=2 para o silício; T k = T C +273º. 06) Determine a queda de tensão direta através do diodo cujas características aparecem na figura abaixo, a temperaturas de -75 o C, 25 o C, 100 o C e 200 o C 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. 1

2 07) Com base na figura abaixo, qual seria o valor apropriado de V T para esse dispositivo? Compare com o valor obtido de V T para o silício e o germânio. 08) Com base na figura abaixo, determine a corrente de pico máximo tolerável se o período de duração do pulso for de 1 ms, a freqüência de 300 Hz e a corrente cc máxima tolerável de 20 ma. 09) a) Utilizando a curva característica da figura abaixo, determine I D, V D e V R 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. 2

3 10) a) Utilizando a curva característica do diodo do exercício 09, determine I D e V D para o circuito da figura abaixo. b) Repita o item a) com R = 0,47 kω. c) Repita o item a) com R = 0,18 kω. d) O valor de V D é relativamente próximo a 0,7 V em cada caso? Compare os valores resultantes de I D. Comente isso. 11) Determine a corrente I para cada uma das configurações das figuras abaixo utilizando o modelo equivalente aproximado do diodo. 3

4 12) Determine V D e I D para os circuitos das figuras a seguir. 13) Determine o valor de V o para cada circuito da figura abaixo. 14) Determine V o e I D para os circuitos a seguir. 15) Determine V o1 e V o2 para os circuitos da figura abaixo. 16) Determine V o e I D para os circuitos das figuras. 4

5 17) Determine V o e I para os circuitos abaixo. 18) Determine V o1, V o2 e I para o circuito da figura abaixo. 19) Determine V o e I D para o circuito a seguir. 20) Determine V o para a porta OR de lógica negativa da figura abaixo. 5

6 21) Determine V o para a porta AND de lógica negativa da figura abaixo. 22) Determine V o para a porta da figura abaixo. 23) Determine V o para a configuração da figura a seguir. 24) Para o circuito da figura abaixo, esboce a forma de onda de v o e determine V dc. 25) Para o circuito da figura a seguir, esboce as formas de onda de v o e i r. 6

7 26) Esboce a forma de onda de v o para o circuito abaixo e determine a tensão cc disponível. 27) Determine a tensão v o de cada circuito da figura abaixo para o sinal de entrada mostrado na figura. 28) Determine a tensão v o dos circuitos da figura a seguir conforme o sinal de entrada aplicado. 29) Determine v o para o sinal de entrada mostrado na figura abaixo. 7

8 30) a) Determine V L, I L, I Z e I R para o circuito abaixo considerando R L = 180 Ω. b) Repita o item a) se R L = 470 Ω. c) Determine o valor de R L que estabelece as condições de máxima potência para o diodo zener. d) Determine o valor mínimo de R L para garantir que o diodo zener está no estado ligado. 31) a) Projete o circuito da figura abaixo para manter V L em 12 V para uma variação na carga (I L ) de 0 a 200 ma. Ou seja, determine R s e V Z. b) Determine P Zmax do diodo zener do item a). 32) Para o circuito da figura a seguir, determine a faixa de V i que manterá V L em 8 V e não excederá a potência máxima nominal do diodo zener. 33) Projete um regulador de tensão que mantenha uma tensão de saída de 20 V através de uma carga de 1 kω, com uma entrada que varia de 30 a 50 V. Ou seja, determine o valor apropriado de R s e a corrente máxima I Zmax. 34) Qual o fator de ondulação de um sinal senoidal que possui uma ondulação com pico de 2 V sobre um valor médio de 50 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. 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? 37) Um retificador de onda completa operando na rede de 60 Hz produz uma tensão retificada com 20 V de pico. Se um capacitor de 200 μf for utilizado, calcule a ondulação para uma corrente de carga de 120 ma. 8

9 38) Um retificador de onda completa (operando com uma rede de 60 Hz) alimenta um filtro (C = 100 μf), que fornece 12 Vcc quando conectado a uma carga de 2,5 kω. Calcule a tensão de ondulação na saída. 39) Determine o valor do capacitor necessário para se obter uma tensão filtrada com ondulação de 15% quando a corrente de carga é de 150 ma. A tensão retificada de onda completa é de 24 Vcc e a fonte é de 60 Hz. 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. 41) Calcule a tensão de saída e a corrente no diodo zener no circuito regulador da figura abaixo. 42) Calcule a tensão de saída do circuito da figura abaixo. 43) Desenhe o circuito de uma fonte de tensão composta por um retificador de onda completa, um capacitor de filtragem e um CI regulador para oferecer uma saída de +12 V. 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. 9

10 45) Determine o valor máximo permitido para a corrente de carga na qual a regulação é mantida pelo circuito da figura abaixo. 46) Determine o valor da tensão regulada na saída do circuito a seguir. 47) Para a configuração em série do diodo da figura a abaixo, empregando a curva característica do diodo da figura, determine: a) V DQ e I DQ ; b) V R. 10

11 2V VD Si I D 500 I D ma 48) Repita o problema anterior usando um resistor de 200 Ω. I D ma V R ,0 2,0 3,0 VD V ,0 2,0 3,0 49) Repita os dois problemas anteriores considerando o modelo do diodo por queda de tensão constante. 50) Considerando os circuitos abaixo, verifique se os diodos estão em condução ou bloqueados. V f R1 R 2 Circuito (a). V f VD V R1 D1 Circuito (b). V f D 2 R 1 V 1 10V R 1 5V V 2 Circuito (c). Circuito (d). 11

12 D 2 R 1 V f V f R 1 Circuito (e). V 1 1 V 2 Circuito (g). R Circuito (f). V 1 1 V 2 10V 5V D 2 Circuito (h). R 12