Dispositivos e Circuitos Eletrônicos AULA 06

Transcrição

1 Universidade de Brasília Faculdade de Tecnologia Departamento de Engenharia Elétrica Dispositivos e Circuitos Eletrônicos AULA 06 Prof. Marcelino Andrade

2 Dispositivos e Circuitos Eletrônicos

3 Reversamente Polarizado A parte muito inclinada da curva i-v que o diodo exibe na região de ruptura e a queda de tensão quase constante que ela indica sugerem que os diodos operando na região de ruptura podem ser usados no projeto de reguladores de tensão Sedra/Smith

4 Reversamente Polarizado >>Corrente de Joelho: >>Corrente de Teste: >>Tensão Zener: Exemplo: Um diodo zener de 6.8, indicará a tensão V Z = 6.8 V (ponto Q) para uma corrente de teste I ZT específica (Ex.:I ZT =10 ma) Relação V e I na região de ruptura: Onde, r z é a resistência incremental ou dinâmica (r z pequena!!!)

5 Reversamente Polarizado Diodo Zener >>Modelo de Circuito: Seja V Z0 o ponto no qual a reta com inclinação 1/r z intercepta o eixo das tensões, logo: Para: e

6 Reversamente Polarizado Diodo Zener O diodo zener de 6,8 V no circuito da figura abaixo é especificado para ter V z = 6,8 V com I z = 5 ma, r z = 20 Ω e I ZK = 0,2 ma. A fonte de alimentação V + é de 10 V nominal, mas pode variar em ±1V. Determine: (a) O valor Vo sem carga e com valor de V + nominal; (b) A variação em Vo resultante da variação de ±1V em V + ; (c) A variação em Vo resultante da conexão de uma carga R L = 2KΩ; (d) A variação em Vo quando RL=0,5 KΩ; (e) Qual o valor mínimo de RL com o qual o diodo continua operando na região de ruptura?

7 Reversamente Polarizado Diodo Zener O diodo zener de 6,8 V no circuito da figura abaixo é especificado para ter V z = 6,8 V com I z = 5 ma, r z = 20 Ω e I ZK = 0,2 ma. A fonte de alimentação V + é de 10 V nominal, mas pode variar em ±1V. Determine: (a) O valor Vo sem carga e com valor de V + nominal; Solução (a):

8 Reversamente Polarizado Diodo Zener O diodo zener de 6,8 V no circuito da figura abaixo é especificado para ter V z = 6,8 V com I z = 5 ma, r z = 20 Ω e I ZK = 0,2 ma. A fonte de alimentação V + é de 10 V nominal, mas pode variar em ±1V. Determine: (b) A variação em Vo resultante da variação de ±1V em V + ; Solução (b):

9 Reversamente Polarizado Diodo Zener O diodo zener de 6,8 V no circuito da figura abaixo é especificado para ter V z = 6,8 V com I z = 5 ma, r z = 20 Ω e I ZK = 0,2 ma. A fonte de alimentação V + é de 10 V nominal, mas pode variar em ±1V. Determine: (c) A variação em Vo resultante da conexão de uma carga RL= 2KΩ; Solução aproximada (c):

10 Reversamente Polarizado Diodo Zener O diodo zener de 6,8 V no circuito da figura abaixo é especificado para ter V z = 6,8 V com I z = 5 ma, r z = 20 Ω e I ZK = 0,2 ma. A fonte de alimentação V + é de 10 V nominal, mas pode variar em ±1V. Determine: (d) A variação em Vo quando RL=0,5 KΩ; Solução (d):

11 Reversamente Polarizado Diodo Zener O diodo zener de 6,8 V no circuito da figura abaixo é especificado para ter V z = 6,8 V com I z = 5 ma, r z = 20 Ω e I ZK = 0,2 ma. A fonte de alimentação V + é de 10 V nominal, mas pode variar em ±1V. Determine: (e) Qual o valor mínimo de R L com o qual o diodo continua operando na região de ruptura? Solução (e):

12 Regulador Zener Paralelo O circuito apresentado abaixo é conhecido com regulador shunt, e a função do regulador é fornecer uma tensão de saída Vo que seja a mais constante possível, apesar da ondulação em Vs e das variações na corrente I L da carga.

13 Regulador Zener Paralelo O circuito apresentado abaixo é conhecido com regulador shunt, e a função do regulador é fornecer uma tensão de saída Vo que seja a mais constante possível, apesar da ondulação em Vs e das variações na corrente I L da carga.

14 Regulador Zener Paralelo Qual o melhor R???? Usualmente, r z <<R, e a regulação de carga é determinada quase totalmente pelo valor rz e reduz a regulação de linha; Um alto valor de R é desejado, contudo R muito alto pode impor uma corrente no diodo muito baixa e um aumento de r z. Melhor condição: para garantir o menor valor de corrente zener, Vs mínimo e I L máximo, logo:

15 Regulador Zener Paralelo Solução:

16 Regulador Zener Paralelo???

17 Regulador Zener Paralelo

18 Regulador Zener Paralelo Exercício: Desenvolva dois projetos com regulador shunt utilizando o diodo 1N5235 (V z = 6,8 V e R z = 5 Ω; I zk = 0,25 ma e rz = 750 ohms, próximo ao joelho). Nos dois projetos, a fonte possui nominalmente 9 V e variação de ±1 V. No 1º projeto, assuma que a variabilidade da fonte de corrente não é critica, e o diodo opera com 20 ma. No 2º projeto, assuma que a corrente da fonte é limitada, e a operação do diodo é forçada a atuar com 0,25 ma. Não há carga nos projetos e encontre o valor de R e da regulação de linha. Solução:???

19 Regulador Zener Paralelo Exercício: Desenvolva dois projetos com regulador shunt utilizando o diodo 1N5235 (V z = 6,8 V e R z = 5 Ω; I zk = 0,25 ma e rz = 750 ohms, próximo ao joelho). Nos dois projetos, a fonte possui nominalmente 9 V e variação de ±1 V. No 1º projeto, assuma que a variabilidade da fonte de corrente não é critica, e o diodo opera com 20 ma. No 2º projeto, assuma que a corrente da fonte é limitada, e a operação do diodo é forçada a atuar com 0,25 ma. Não há carga nos projetos e encontre o valor de R e da regulação de linha. Solução:

20 Regulador Zener Paralelo Exercício: Desenvolva dois projetos com regulador shunt utilizando o diodo 1N5235 (V z = 6,8 V e R z = 5 Ω; I zk = 0,25 ma e rz = 750 ohms, próximo ao joelho). Nos dois projetos, a fonte possui nominalmente 9 V e variação de ±1 V. No 1º projeto, assuma que a variabilidade da fonte de corrente não é critica, e o diodo opera com 20 ma. No 2º projeto, assuma que a corrente da fonte é limitada, e a operação do diodo é forçada a atuar com 0,25 ma. Não há carga nos projetos e encontre o valor de R e da regulação de linha. Solução:

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