Aula 3 Análise gráfica e Modelos CC p/ iodos Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 1 1
PS 2223 ntrodução à Eletrônica Programação para a Primeira Prova Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 2
3ª Aula: Análise Gráfica e Modelos CC p/ iodos 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 Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 3
iodo Real A Análise pelo Modelo Exponencial 1 2 Pelo modelo iodo deal: V = 0 = V /R V Aplicando a lei das malhas: R. V V R V (1) S e v / nv T (2) Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 4
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 Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 5
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 1 Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 6 2 1 3 V e neste exercício 2,3nVT = 0,1V!!! 5 0,763 4,237mA 1 4,237 0,763 0,1log 4,3 0,762V Quando se emprega a lei do diodo chamamos a solução de solução exata 3
iodo Real A Análise Gráfica S e v / nv T V V R 3 1 2 Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 7
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? Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 8
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? Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 9
iodo Real A Análise por Modelos Linearizados (CC) O Modelo com V0 e r Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 10
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!!! 5V 1k V S V R e v / nv T 4, 24mA e V 0,762V =0,689V =11 r V 01, V 01, 11 ( 10 1) ma 9m V V r sendo (V, ) ( 07, V; 1mA) 0 1 1 07, V V 111mA V 0689, V 0 0 nterpretação do livro é diferente! Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 11
Exemplo 3.4 de novo!: nterpretação do livro é diferente (Exemplo 3.5)! 5V 1k r V 01, V 01, 11 ( 10 1) ma 9m V V r sendo (V, ) ( 07, V; 1mA) 0 1 1 0, 7V V 111mA V 0, 689V 0 0 =0,689V =11 (0,9 0,65) 12mA 0,25 k 20 12 =0,65V =20 0,65V Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 12
Exemplo 3.4 de novo!: 1k 5V 1k 5V 0,689V 11 V V R ( V r ) 0 V V 0 5 0, 689 426, ma R r 1011 V V0 r 0, 689 114, 26m 0, 736V Solução exata: = 4,28mA e V =0,762V Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 13
Alguma crítica??? Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 14
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... Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 15
Ex. 3.4 de novo!: 1 ma para uma tensão de 0,7 V, e queda de tensão de 0,1 V para cada década... 0,1V/dec r = 11 Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 16
Nossa Solução Uma Solução Mais Adequada 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 Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 17
Resumindo Exata Livro (r = 20) Ref em 1mA e r = 11 Ref em 4mA e r = 11 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? Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 18
Talvez buscar um modelo até mais simples... O Modelo só com V Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 19
O Modelo só com V Assumimos V =0,7V Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 20
Exemplo 3.4 de novo!: 5V 1k Solução: V = 0,7V e = 4,3mA Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 21
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%) Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 22
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. Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 23
Fazer os exercícios 3.11 e 3.13! Prof. AC.Seabra-PS/EPUSP 2013 24