Introdução à Eletrônica PSI2223

Transcrição

1 ntrodução à Eletrônica PS2223 Aula 3 O material a seguir complementa o livro texto, Microeletrônica 5ª Edição de. Este material não é um substituto para o livro texto, portanto você deve seguir em paralelo com este material e o livro. r. Antonio Carlos Seabra Professor Titular ep. Engenharia de Sistemas Eletrônicos Escola Politécnica da USP

2 3ª Aula: O iodo Real Ao final desta aula você deverá estar apto a: -Explicar porque a lei do diodo é de difícil utilização para cálculos rápidos de tensões e correntes em um circuito com diodos -Listar os modelos alternativos à equação do diodo para cálculos rápidos em regime CC -Realizar análises gráficas de comportamento de circuitos com diodos quando submetidos a variações de parâmetros -Explicar como construir e determinar os parâmetros dos modelos linearizados para o diodo real -Empregar modelos linearizados para determinar correntes e tensões em circuitos com diodos -iscutir a adequação e escolher o modelo apropriado para realizar uma análise de circuitos empregando diodos 32

3 iodo Real A Análise pelo Modelo Exponencial Exemplo 3.4: etermine os valores da corrente e da tensão V para o circuito abaixo com V = 5 V e R = 1 k. Suponha que a corrente do diodo é de 1 ma para uma tensão de 0,7 V, e que a queda de tensão varia de 0,1 V para cada década de variação na corrente. S e v / nv T V V R 33

4 Lembre-se que: V 2 V 0,7 0,1log 2 V 1 2,3nVT log 2 1 iodo Real Exemplo 3.4: A solução tem que ser iterativa!!! Para = 1mA, V1 = 0,7V: Para = 4,3mA, qual o novo V2? 0,763 V V1 2 R 5 0,7 4,3mA V e neste exercício 2,3nVT = 0,1V!!! 5 0,763 4,237mA 1 4,237 0,763 0,1log 4,3 0,762V 3 34

5 iodo Real A Análise Gráfica S e v / nv T V V R

6 iodo Real A Análise por Modelos Linearizados para o regime CC S e v / nv T V V R Nosso problema advém da equação do diodo ser não linear. E se conseguirmos linearizá-la? 36

7 iodo Real A Análise por Modelos Linearizados (CC) Aproximação da Curva Característica por Retas -Até V0 (reta A), diodo aberto -Após V0 (reta B), segmento de reta com inclinação 1/r -Como criar um modelo? 37

8 iodo Real A Análise por Modelos Linearizados (CC) O Modelo com V0 e r 38

9 Exemplo 3.4 de novo!: etermine os valores da corrente e da tensão V para o circuito abaixo. Suponha que a corrente do diodo é de 1 ma para uma tensão de 0,7 V, e que a queda de tensão varia de 0,1 V/década de corrente. Temos que descobrir um V0 e um r!!! Pela reta do Livro: r V V (0,9 0,8) V 01, 20 (12 7) ma 5m V 0 r V 0 0,65V =0,65V =20 39

10 Exemplo 3.4 de novo!: 1k 5V 1k 5V 0,65V 20 V V 5 0,65 0 4, 26mA R r 1020 V V0 r 0, ,26m 0, 735V Solução exata: = 4,28mA e V =0,762V 40

11 Alguma crítica??? 41

12 Ex. 3.4 de novo!: Vamos ver como o livro determinou V0 e r. 1 ma para uma tensão de 0,7 V, e queda de tensão de 0,1 V para cada década... 42

13 Ex. 3.4 de novo!: Vamos ver como o livro determinou V0 e r. 1 ma para uma tensão de 0,7 V, e queda de tensão de 0,1 V para cada década... 0,1V/dec r = 10 43

14 0,1V/dec r = 10 0,1V/dec r = 10 V0 = 0,69V V0 = 0,71V = 4,27mA e V =0,733V = 4,25mA e V =0,752V 44

15 Resumindo Exata Livro Ref em 1mA Ref em 4mA V 0,762V 0,735V (-4%) 0,733V (-4%) 0,752V (-2%) 4,28mA 4,26mA (-1%) 4,27mA (-1%) 4,25mA (-1%) Em engenharia, erros menores que 10% são aceitáves e melhores que 5% são muito bons! Seráentãoquenãoexageramosnadose? 45

16 Talvez buscar um modelo até mais simples... O Modelo só com V 46

17 O Modelo só com V Assumimos V =0,7V 47

18 Exemplo 3.4 de novo!: 5V 1k 48

19 Exemplo 3.4 de novo!: Resumindo Exata Livro Ref em 4mA Modelo só V V 0,762V 0,735V (-4%) 0,752V (-2%) 0,7V (-8%) 4,28mA 4,26mA (-1%) 4,25mA (-1%) 4,3mA (+1%) Modelo iodo deal (Chave aberta, chave fechada): V = 0; = 5mA (17%) 49

20 Exercício 3.12 Projete o circuito da Figura E3.12 para proporcionar uma tensão de saída de 2,4 V. Suponha que os diodos disponíveis tenham 0,7 V de queda com uma corrente de 1 ma e que V = 0,1 V/década de variação na corrente. 50

21 Fazer os exercícios 3.11 e 3.13! 51