O Diodo real na região de ruptura reversa Aula 8

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1 O Diodo real na região de ruptura reversa Aula 8 Aula Matéria Cap./página 1ª 16/02 2ª 19/02 3ª 23/02 4ª 26/02 5ª 01/03 6ª 04/03 7ª 08/03 8ª 11/03 9ª 15/03 10ª 18/03 Eletrônica I PSI3321 Programação para a Primeira Prova Introdução, Revisão de circuitos com Amp. Op. O 1º Amp Op Comercial. Encapsulamento do Amp Op, O Amp Op ideal, Análise de circuitos com Amp Ops ideais. Exemplo 2.2 Somador, Configuração não inversora, seguidor, amplificador de diferenças. Exercício 2.15 Amplificador de instrumentação, Funcionamento dos Amp Ops Não-Ideais. Exemplo 2.3 e 2.4 Operação dos Amp Ops em grande excursão de sinal, imperfeições cc, circuitos integrador e diferenciador. Exemplo 2.6. Diodo ideal, características do diodo real, equação de corrente do diodo, exercícios. Listas de Circ. Elét. Cap. 2 - p Apêndice B, p Sedra, Cap. 2 p Sedra, Cap. 2 p Sedra, Cap. 2 p Sedra, Cap. 3 p Análise gráfica (reta de carga), modelos simplificados de diodos, exercícios Sedra, Cap. 3 p Modelo para pequenos sinais, modelos de circuitos equivalentes para pequenas Sedra, Cap. 3 variações (próximas do ponto quiescente), exercícios (exemplos 3.6 e 3.7) p Operação na região de ruptura reversa, diodo zener, Projeto de um regulador Sedra, Cap. 3 ener, exercícios (exemplo 3.8) p Diagrama de blocos de uma fonte de alimentação c.c., circuito retificador de Sedra, Cap. 3 meia onda, circuito retificador de onda completa com enrolamento secundário p com tomada central, exercícios: Aula de Exercícios Semana Santa (21/03 a 25/03/2016) 1 a. Semana de provas (28/03 a 01/04/2016) Data: xx/xx/2016 (xxxx feira) Horário: xx:xxh 1

2 8ª Aula: O Modelo para Pequenos Sinais O Diodo real na região de ruptura reversa Ao final desta aula você deverá estar apto a: - Explicar e obter os parâmetros de um modelo CC/CA para diodos zener -Explicar as diferenças entre os modelos para diodos, tanto na região de polarização direta quanto na região de polarização reversa -Calcular tensões e correntes em circuitos CC/CA com diodos zener -Empregar diodos zener em circuitos reguladores de tensão Diodo Real A Região de Ruptura Reversa 211 2

3 A região de Ruptura Reversa Construindo um modelo No caso do ener este é um modelo CC e AC! (para grandes e pequenos sinais, não tem lei exponencial envolvida!) V = V + r I 0 Em geral estipula-se um par V, I teste 212 A região de Ruptura Reversa Construindo um modelo para o Diodo ener V + R I = V 0 Em geral estipula-se um par V, I teste No caso do ener este é um modelo CC e AC! (para grandes e pequenos sinais, não tem lei exponencial envolvida!) 213 3

4 A região de Ruptura Reversa Uma Família de Diodos ener Reais 214 A região de Ruptura Reversa Uma Família de Diodos ener Reais 215 4

5 A região de Ruptura Reversa Construindo um modelo para o Diodo ener V + R I = V 0 O efeito da temperatura: Vz < 5V o coeficiente de temperatura é negativo Vz > 5V o coeficiente de temperatura é positivo 216 Exemplo 3.8: O diodo zener do circuito abaixo é especificado para 6,8V@5mA, rz =20Ω e IK = 0,2mA. Veja que V + tem uma variação. (a) Determine a tensão de saída sem carga; (b) Determine a variação na saída para uma variação de +- 1V na entrada; (c) Qual a variação na tensão de saída quando se coloca uma carga que drena 1mA? (d) Qual a variação na tensão de saída para uma carga de 2kΩ; (e) Qual a variação na tensão de saída para uma carga de 0,5kΩ; (f) Qual o valor mínimo de carga para o circuito operar corretamente? No caso do ener este é um modelo CC e AC! (para grandes e pequenos sinais, não tem lei exponencial envolvida!) 217 5

6 Exemplo 3.8: O diodo zener do circuito abaixo é especificado para 6,8V@5mA, rz =20Ω e IK = 0,2mA. Veja que V + tem uma variação. V = V + r I 0 68, = V ma V 0 0 = 67, V 218 Exemplo 3.8: 6,8V@5mA, rz =20Ω e IK = 0,2mA. (a) V O? (sem carga) 10V I ( 10V 6, 7V) = = 63, ma R + r ( = ) V=V = 6, , 6 3m = 6, 827V O (b) Variação em V O para uma variação de ± 1V na entrada; 10±1V 500Ω 1V 20Ω v 20 = 1V = 38, 5mV

7 Exemplo 3.8: rz =20Ω e IK = 0,2mA. (c) Qual a variação na tensão de saída quando se coloca uma carga que drena 1mA? 10V 1mA 1mA I = IR IL = ( 63, 10, )ma = 5,3mA V c/carga = 6,7+20.5,3m=6,806V Δ V = Vc/carga V s/carga = 6,806-6,827 Δ V = 21mV (d) Qual a variação na tensão de saída para uma carga de 2kΩ; Considere inicialmente que V não varia. 2kΩ RL = 2kΩ IL = 6, 827 / 2k = 3, 41mA I = IR IL = ( 63, 34, )ma = 2,9mA V c/carga = 6,7+20.2,9m=6,758V Δ V = Vc/carga V s/carga = 6,758-6,827 Δ V = 69mV Vc/carga = 6,758V 6, 758 I L = = 338, ma 2k Exemplo 3.8: 6,8V@5mA, rz =20Ω e IK = 0,2mA. (e) Qual a variação na tensão de saída para uma carga de 0,5kΩ; Considere V+ = 10V. ~6,827V (em aberto) 0,5kΩ R L = 0, 5k Ω I = 6, 827 / 0, 5k = 13, 65mA L I = I I = (, , 65)mA = -7, 35mA (zener em aberto!!! ) R L 10V 0, 5kΩ VO = 10. 0,5kΩ 05, k Ω+ 05, k Ω V = 5V O 0,5kΩ (f) Qual o valor mínimo de carga para o circuito operar corretamente? Considere V+ = 10±1V. ParaV = + 10V : 10±1V I min =0,2mA ILmax = IR I min = 63, 02, = 61, ma V 6, 827 Rmin = = = 1120Ω I 61,m L max Pior casov = 10V 1V = + 9V ev = V = V = 67, V: min 0 IR = ( 9V 6, 7)/ 0, 5k = 4, 6mA I = I I = 46, 02, = 44, ma Lmax R min V 67, 221 Rmin = = = 1520Ω I L max 44, m 7