cap_02_diodos (1)

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Capítulo 2

Aplicações do diodo

Electronic Devices and Circuit TheoryBoylestad

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Análise por reta de carga

• As retas de carga demarcam todas as possíveis combinações de

correntes de diodo (ID) e tensões de diodo (VD) para um dado

circuito. A ID máxima é igual a E/R, e a VD máxima é igual a E.

• O ponto onde a reta de carga e a curva característica se interseciona

é o ponto Q, que identifica a ID e a VD para um diodo em particular

em um dado circuito.




Configurações em série

do diodo

• Polarização direta

• Constantes

Diodo de silício: VD = 0,7 V

Diodo de germânio: VD = 0,3 V

• Análise (para o silício)

•VD = 0,7 V (ou VD = E se E < 0,7 V)

• VR = E – VD

• ID = IR = IT = VR / R




• Polarização reversa

o Idealmente, diodos se comportam

como circuitos abertos.

• Análise

VD = E

VR = 0 V

ID = 0 A

Configurações em série

do diodo




Configurações em

paralelo com diodos

mA 142

mA 28

D2I

D1I

mA 28kΩ 0,33

V ,70V 10

R

DVE

RI

V 9,3R

V

V 0,7o

VD2

VD1

V

V 0,7D

V




Retificação de meia-onda

• O diodo conduz somente quando está polarizado diretamente e por

essa razão somente metade do ciclo CA passa através do diodo para a

saída.

• A tensão da saída CC é de 0,318Vm, onde Vm = a tensão de pico CA.




PIV (PRV)

Onde PIV = Peak inverse voltage ou tensão de pico inversa.

PRV = Peak reverse voltage ou tensão de pico reversa.

Vm = tensão de pico CA

• Pelo fato de o diodo ser somente polarizado diretamente para uma

metade do ciclo CA, ele também é somente polarizado reversamente

para uma metade do ciclo CA.

• É importante que a faixa de tensão de ruptura reversa do diodo seja

alta suficiente para resistir ao pico de tensão polarizado reversamente

da CA.

PIV (ou PRV) > Vm




Retificações de onda

completa

• O processo de retificação pode ser melhorado com a utilização de

um retificador de onda completa.

• A retificações de onda completa produz uma saída CC maior:

• Meia-onda: Vdc = 0,318Vm

• Onda completa: Vdc = 0,636Vm




Retificador em ponte

Um retificador de onda completa com

quatro diodos que são conectados em

uma configuração de ponte

VDC = 0,636Vm


completa




• Retificador transformador com

derivação central

o Necessita de dois diodos a um

transformador com derivação central

VDC = 0,636Vm


completa




Resumo de circuitos

retificadores

Vm = a tensão do pico CA

Retificador VDC ideal VDC realístico

Retificador de meia-onda VDC= 0,318Vm VDC = 0,318Vm – 0,7

Retificador em ponte VDC = 0,636Vm VDC = 0,636Vm – 2(0,7 V)

Retificador transformador

com derivação centralVDC = 0,636Vm VDC = 0,636Vm – 0,7 V

• No circuito do retificador transformador com derivação central, a

tensão do pico CA é a tensão secundária do transformador para a

derivação.




Cap. 2 Resumo

Ceifadores do diodo

O diodo em um ceifador em

série “ceifa” qualquer tensão

que não polarize

diretamente:

• Uma polaridade reversamente

polarizante

• Uma polaridade diretamente

polarizante com menos de 0,7 V

(para um diodo de silício)




Ceifadores polarizadores

• Acrescentar uma fonte CC

em séries com um diodo

ceifador muda a polarização

direta efetiva do diodo.




Ceifadores paralelos

• O diodo em um circuito de

ceifadores em paralelo “ceifa”

qualquer tensão que o polarize

diretamente.

• A polarização da CC pode ser

adicionada em séries com o

diodo para mudar o nível de

ceifamento.




Resumo de circuitos de

ceifadores





ceifadores




Grampeadores

• Um diodo e um capacitor podem ser combinados para “grampear”

um sinal CA para um nível CC específico.




Circuitos de grampeadores

polarizados

• A fonte CC deixa que você ajuste o nível de

acampamento CC.

• O sinal de entrada pode ser qualquer forma de onda, como uma

senoidal, quadrada ou triangular.





grampeadores




Diodos Zener

• O Zener é um diodo operado em uma

polarização reversa na tensão Zener (Vz).

Quando Vi VZ

• O diodo Zener está ligado

• VZ é a tensão ao longo do Zener

• Corrente Zener: IZ = IR – IRL

• A potência Zener: PZ = VZIZ

Quando Vi < VZ

• O diodo Zener está desligado.

• O diodo Zener se comporta como umcircuito aberto.




Valores de resistor Zener

mín

máx L

ZL

I

VR

Lmín

Z

L

LLmáx

R

V

R

V I

Zi

ZLmín

VV

RVR

• Se R é muito grande, o diodo Zener não pode

conduzir porque IZ < IZK. A corrente mínima é dada por:

O valor máximo de

resistência é:

Se R é muito pequeno, IZ > IZM . A corrente

máxima permitida para o circuito é dada por:

O valor mínimo de resistência é:

ZKRL I II mín




Circuitos multiplicadores

de tensão

• Circuitos multiplicadores de tensão usam uma combinação de

diodos e capacitores para aumentar a tensão de saída de circuitos

retificadores. Três multiplicadores de tensão comuns são:

o Dobrador de tensão

o Triplicador de tensão

o Quadruplicador de tensão




Dobrador de tensão

• Essa saída de dobrador de tensão de meia-onda pode ser calculada

utilizando-se a seguinte equação:

Vout = VC2 = 2Vm

onde Vm = tensão de pico do secundário do transformador




• Semiciclo positivo

• Semiciclo negativo

Vout = VC2 = 2Vm

D1 conduz

D2 é desligado

O capacitor C1 é carregado a Vm

D1 é desligado

D2 conduz

O capacitor C2 é carregado a Vm

Dobrador de tensão




Triplicador e

quadruplicador de tensão




Aplicações práticas

• Circuitos retificadores

o Conversões de CA para CC para circuitos operados em CC.

o Circuitos carregados de bateria.

• Circuitos de diodo simples

o Circuitos de proteção contra:

o Correntes excessivas.

o Reversão de polaridade.

o Correntes causadas pela formação de faíscas e de curtos.




Aplicações práticas

• Circuitos Zener

o Proteção contra ultratensão.

o Configuração de tensões de referência.

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