graficos diodos

of 38 /38

Transcript of graficos diodos

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 1/38

ENG04447 - Eletronica I

Diodos

Diodo Ideal

Curva do Diodo Ideal Simbolo do Diodo

CORTE CONDUCAO

Anode

~~o b i

+ v

Cathode

~o

- - - Reverse bias ~ ~ Forward bias - - -

Circuito Eguivalentei~0--------0 0--------0

+ 1)

v

I C o mp orta m en to N A O L in ea r Iv<o:;>/=o

T'

i » 0:::;. v =0

ENG-04447 - ELETRONICA I (d)

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 2/38

Diodo IdealModos de Operacio

+IOV +IOV

~

•~.. l kO

10 rnA t I +

~.~ 0 V

Modo de polarlzacao REVERSA

"CORTE"

Modo de polarizacao DIRETA

"CON DUC;AO"

ENG-04447 - ELETRONICA I

Diodo Ideal - Retificador

Circuito Retificador Modo Conducio

+vp=o-

R

++

"0

"r~O

V , (c)

Modo Corte+ VI) -

(b)

+

va = 0

(d)

ENG-04447 - ELETRONICA I

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 3/38

Diodo Ideal - Retificador+ IJD - Funcionamento

Polarizacio Direta+ 1ID = 0-

R

"r~(J

(c)

Polarizacio Reversa

+ Vv -

+

Va = 0- - - Reverse bias ~ Forward bias - - -

R

"'I:S 0

(d)(b)

ENG-04447 - ELETRONICA I

Diodo Ideal - Retificador

Funcionamento

Curva de Transfer@ncia

I voxvllvo

(el

o

• 0 procedimento de analise envolve a "descoberta" dos pontos emque 0 diodo PASSA da polarizacao direta para reversa e vice-versa.

• Descobertos estes pontos, APLICA-SE 0 MODELO ELETRIC;;ODO DIODO EM CADA UMA DAS REGIOES DE OPERA<;AO.

ENG-04447 - ELETRONICA I

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 4/38

Diodo Ideal - RetificadorFuncionamento

Q ual a tensao sobre 0 diodo?

+

"/

(b)

ENG-04447 - ELETRONICA I

Exercicio 1

C on sid ere o s d iod os id eais. C alcu le 0 valor de leV .

+5 V +5 V

+

2.5 kfl

2. 5 l e n • 2.5 kn

.,,~

(a)

~

(b)

-5 V

(c)

-5 V

(d)

ENG-04447 - ELETRONICA I

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 5/38

Aplicat;iJo - Carregador de Sateria

• 0 circu ito ab aixo pod e ser em pregado com o urncarreg ad or d e b ate ria . D ete rm in e:

- a fracao de tem po em que 0 d io d o c o nd u z;

- 0 p ico d e c orren te n o d io do .

+

12 V

(a)

ENG-04447 - ELETRONICA I

(b)

Exercicio 2

+lOV

C onsidere os diod os ideais.

Calcule 0 valor de leV. > -10 kfl

V O l

~-r-

D, ~7 t ' ~7 D, v

-

B -5 kn

-10 V

(a )10

ENG-04447 - ELETRONICA I

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 6/38

Exercicio 3+10 V

Considere OS d io d os id ea is .

Calcule 0 valor de leV.5 kO

V D ~~ +-

DI~ ~ V 'ZD2 V

-

B

-• 10 kO

-10 V

ENG-04447 - ELETRONICA I(b) 1

Aplicat;ilo - Portas Logicas

• U m conjunto de diodos pode ser utilizado paraim p lem en tar p ortas 1 6g icas s im p le s.

Porta "OU"

VA. . . .. . . . . . .

li/1 eN. . . . . . .

lie. . . . . II/,1""1.

R ~~

. ' "

-.:~

(a)

Porta"E"

+svj

l ie O----------il-tc:I-::::t-------'

(b)

ENG-04447 - ELETRONICA I12

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 7/38

ENG04447 - Eletronica I

Diodo Real

ENG-04447 - ELETRONICA I

Diodo de Silicio - Curva IxV

Curva Real Curva Ideal

CORTE

- - - Reverse bias ~ ~ Forward bias - - -

a v

(b)

ENG-04447 - ELETRONICA I

13

v

14

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 8/38

Diodo de Silicio_Q_

v ; _ kTEq. diodo: ID = Is envr -1 n: la2 I

T -

" ~q

_ f ' Q _

Direta: ID 2 :: Is enVr p/VD> 60mV -

orward I

Reversa: ID 2 :: -I s p/VD<-60mV ~ Compressed ):cale

(corrente de fuga!)

R ~ " ' ' ' W ' [

0 0.7 V vI

05 V

Reverse]

+ -

-e V

I "e o------{:)I----Constante de Boltzmann k = l,38xlO-23 JIK I f. l

- - - - - - - -" ;Carga do eletron q = 1,6xlO-19 C ~

Para:

T = 20°C, VT = 25,2 mV ~ 25 mV

T = 27°C, VT = 25,9 mV ~ 26 mV

ENG-04447 - ELETRONICA I15

Diodo de Silicio

Dependencia com a Temperatura

v

• Este grafico ilustra a dependencia da temperatura do diodo em polarizacao direta .

• Para uma corrente constante, a queda de tensao decai em 2mV aproximadamente para

cada 1°C de incremento de temperatura.

ENG-04447 - ELETRONICA I16

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 9/38

Conceitos Basicos

Junciio Semicondutora

Metal contact Metal contact

\~~-:::---..)p·type

siliconCathodenode

• Estrutura sim plificada de um diodo de juncao• Existe uma regiao de "contato" de dois

ma teria is com propried ad es eletricas diferentes

ENG-04447 - ELETRONICA I

Periodic Table of the Elements I

1 18

I" Oriqinal • Ancaumetars • A ct mo e s en e s [C J SolidVillA

Alkallne earth metals • Poo r me ta l s El Liquid

, • Trans it ion metals • Nonmetals 0G"

Be • Lan than ide ser ies • Nob le oases III SyntheticF" r

17

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 10/38

Condutores, Iso/antes e

Nlvel de energia

lsolante Condutor Semic:ond

19

Valei'lda VO 'ilei'lda

Proibido

Condll~ao COllldu~ao Con d u o ; a 0

ENG-04447 - ELETRONICA I

Proibido

Estrutura Crista/ina - Si/icio

20ENG-04447 - ELETRONICA I

• 0 Si e 0 segundoelernento rnais

abundante na

crosta terrestre• Tern a estrutura

atomica regular

com disposicao

tetraedrica,

formandourn

cristal

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 11/38

Estrutura Cristalina - Silicio

21

Valence

electrons

Covalent

b o n d s • Os atomos SaO

mantid os unid osatraves docompartilhamentode eletrons, em

Silicon atoms ligacoes covalentes

• Os eletrons presosa e sta s ligacoes nao

e sta o liv re s• A zero Kelvin , 0 Si

e u rn iso la nte (semeletrons livres)

ENG-04447 - ELETRONICA I

ENG-04447 - ELETRONICA I

Estrutura Cristalina - Silicio

22

Valence

electrons

Free

electron

Brokencovalent ----t-+------,~

bond

Covalent

bond

• A temperatura ambiente,algumas Iigacoescovalentes romp em pora<;aotermica (ionizacao)

• Ha geracao deportadores disponiveispara conducao (eletrons

e lacunas livres)• 0 Si e chamado de

semicondutor porquesua condutividade estaentre ados condutores eados isolantes.

Silicon atornst s Como os portadores saogerados termicamente,sua condutividadeAUMENTA com atemperatura

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 12/38

Mecanismos de Condut;iJo

• Em um semicondutor existem dois mecanismos

de conducao de portadores (portador =carga

livre)

- Difusao - agitacao termica

- Deriva - campo eletrico

• Estes processo dao origem a um fluxo liquido de

correntes (I=~Q/ ~t)

- Corrente de Difusao - Coeficiente de Difusao (D)

- Corrente de Deriva - Mobilidade dos Portadores (p,)

ENG-04447 - ELETRONICA I

Corrente de DifusiJo

Perfil de Concentraciio de Lacunas

Barra de Silicio Intrinseco

++ + + +

o(a} (b)

• Processo de criacao deste perfil e feito por algum mecanismo

• Geracao de uma corrente de difusao para manter a neutralidade

ENG-04447 - ELETRONICA I

23

x

24

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 13/38

Semicondutor Tipo N

Valence

electrons

Covalent

bonds

• Criado atraves decontaminacaocontrolada(dopagem)

L---+-~ Free electron donatcdl e A im pureza criaby im pu rity ato m por tadores liv re s

~--+---t~- P cr ua va ic ru im pu ri ty (majoritarios)y-,.,lJ'::---______ atom (donor)

~==~~=-----..,J..:.Insercao deunpurezasdoadoras doGrupo V - Tipo n

• Ex: Fosforo - P

S il ic o n a tom s

ENG-04447 - ELETRONICA I

Semicondutor Tipo P

Covalent

bonds • Insercao de

impurezas

aceitadoras

do Grupo III

- Tipop

• Ex: Boro-B

Silicon atom

_____.;-- T riv alent im purity

atom (acceptor)

ENG-04447 - ELETRONICA I

25

26

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 14/38

Concentra(:oes

• Silicio intrinseco cristalino:

- ~ 5x1022 atomos/cm"

- ~ 1010 portadores/cm'' @ 300 K (27 °C)

• Concentracao de dopantes (Si extrinseco):

- em tomo de 1015 a 1018 atomos/cm- (cada atomo

dopante gera urn portador livre)

- 0 Si e considerado degenerado quando dopado acima

de 1020 atomos/cm!

ENG-04447 - ELETRONICA I

Jun(:ao pn em Aberto

Juncao e n em Circuito AbertoID

_

_s

Distribuicao do potencial

Regido de Deplecdo

tBarrier

voltage V a

t

Bound charges

Holes

++++

++++

o--- ....+P++

++++

++++(b)

(a)

ENG-04447 - ELETRONICA I

27

. .

x

28

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 15/38

Po/arizat;iJo da Junt;iJoJuncao pn em Polarizacao Reversa

+ + +

+ + +

+ p +

+ + +

f----------<> - v . , +D--------+

L_ -{~~--------~

A capacitancia de deplecao e modulada atraves de urn potencial aplicado reversamente:

Varicap, utilizado na sintonia de circuitos receptores de RF.

ENG·04447 - ELETRONICA I

Po/arizat;iJo da Junt;iJo

Juncao pn em Polarizacao Direta

++++

++++

+p++++++

+-----------0 +V-0--------4

~--------~~~J~-------~

ENG·04447 - ELETRONICA I

29

30

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 16/38

ENG04447 - Eletronica I

Diodo Real

Analise de Circuitos

31ENG-04447 - ELETRONICA I

Solu~ao Analitica

32

• Sistema de equacoes NAO Lineares

ENG-04447 - ELETRONICA I

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 17/38

Solu~ao Grafica

VOD

R

I

R

o

I Conceito de Ponto de Operafiio - Q I

ENG-04447 - ELETRONICA I

Mode/o Simplificado 2parametros

io(rnA)

• Aproximacao da

curva

exponencial por

segmentos dereta.

12 1-----r----,------,----,----,---,------r---1.------...____,

I 1 f - - - - - l _ _ _j _ _ j _ _ l _ _L _ + - - f - - l -- I t - - lThe exponential _ ~ I

10 characteristic 1 / - ; - -9 r . - ' - ' ' - ' - ' _ ' _ ' I , / r r - l

8~-+-r'_+-~~-r-l7~-+~4-+-~-+~~

6~-+-r'_+-~~-r~5~-+~4-+-~~~~

4~-+~4-+-~~/-r~I

3~-+~4-+-~H+-r~

2 Straight Iine A f---+-++,-t-t--l1 I I

' 1 ' 1 .I

Straight l ine B1

Slope ~-rD

o 0.2 0.4 0.6" 0.8

VDO

1.0 VD (V)

ENG-04447 - ELETRONICA I

33

34

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 18/38

Modelo Simplificado 2parametros

35

o

(a)(b)

36

ENG-04447 - ELETRONICA I

Solu~ao Analitica com 0Modelo

Solucao Analitica com Modelo VD+rD~R - -

[deal- I -

ENG-04447 - ELETRONICA I

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 19/38

Mode/o Simplificado 1parametro

37

iD

(mA)

12~-r~~~~~~

J I .

OLlneB_~

I 1--- (vertical) -+-+-IF-+--l

9~-r~~r4-+4-~

8~-r'_+-~-+~~7~-r'_+-~-+,~~6~-r'_+-~-+~~5~~~+-F-+-+~~

4~~~+-F-+-+~~3~~L~in~~~A~F-+-+/H-~

2 (horizontal) ~--+I-+-+--1!

I- - - r - - -r - t I " T - 1 r - I - - - -+ - I . . . I+ - I - + - - - i

o 0.2 0.4 0.6 t 0.8 1.0

VDIJn{V)

Mode/o Simplificado 1arametro

Diodo de Jun~iioe n Ideal

iD ,_in~

: - - } I o o a l+VD = 0.7 V~liD- T V IJ = 0.7 V

0

0.

(b)VD

(a)

ENG-04447 - ELETRONICA I38

ENG-04447 - ELETRONICA I

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 20/38

ENG04447 - Eletronica I

39

DiodosOpera~aosob Sinal

ENG-04447 - ELETRONICA I

Modelo de Pequenos Sinais

In

(ilIA)

2.0

+ 1.8

16

• A fonte VD define 0 valor

medio das tensoes e correntes

(Ponto Quiescente - Q)

- Analise CC

• A fonte vd e uma variacao noentomo de Q

- Analise CA

0.75 0.80 "DeV)

ENG-04447-(b)

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 21/38

Analise Po/arizat;iJo + SinalPolarizac;ao - CC Pequenos Sinais - CA

lO Y

R

v,

+

+

(e)

(a) (b)

V+ (t ) = V ee +Vs (t)

vD(t) =VD+vD(t)

ENG-04447 - ELETRONICA I

Exemplo

• 0 circuito ao lado e utilizadocomo referencia de tensao de

cerca de 2,lV.

• Queremos determinar 0

comportamento desteregulador de tensao para:

- Uma variacao de 10% na

tensao da fonte

- A ligacao de urn resistor de

carga de 1kn

• Suponha n =2.

10 ± 1 Y

~

~R =I.kfl

~ 0---

+

l Z = : R L = 1 kOl Z uo

l~- = - - = : -

ENG-04447 - ELETRONICA I

41

42

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 22/38

Diodo em Po/arizat;ao DiretaCurva Real Curva com rd Modelo CC

iD 'I) iDSlope ~ 1/1""

I

. ,

)0

VlJ(l

lJO

0O .'i V

VDil )

iD~ 0

0.7 VVo

--'Joo-

~I~'.iD

-.--'Joo-

l l d " lV o o

~

" 1 ) .IV

~ T O.7V

ENG-04447 - ELETRONICA I43

Diodo em Po/arizat;ao Direta

Modelo Ideal Modelo de Peguenos Sinaisio io

Slope =I/r,}. ..

I D~~~~~~I'

II

I

I

I

0 VI) 0 Vfj Vp

ioid-'Joo- -

+

VI) U Ideal :~d

>rd

--

ENG-04447 - ELETRONICA I44

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 23/38

ENG04447 - Eletronica I

Diodos RetificadoresFontes de Alimenta~ao

ENG-04447 - ELETRONICA I

Fonte Alimentat;ao

Diagrama em Blocos.,v.......·

lransfo~ I/.----;-

+ actinG· 1 - - + ,---0--- f - - - - o - - - - --;Diode Voltage

[20 V (IIDS)- I- Vi ;reatifier

Filterregulator

Vo Load

- 60 Hz . r - f---o- r - - o - - ---0--

' - - - - - - 0 - - - -

f\ ;0 - % 7 -NY'\;o

".._._._ --

VI I I I

ENG-04447 - ELETRONICA I46

45

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 24/38

Retificador de Meia OndaRetificador

D

"q(aj

Curva d e Transfe renc ia

C ircu ito Equ ivalenteIdeal V1J() rD

,,~I -1~v! Formas de Onda de Entrada e Saida

_J ) ~ ' _1-----

vs

ENG-04447 - ELETRONICA I

(d)

(0)

Retificador de Onda Completa - tap

. . . .

+ • ~. +. . . .

+Center

;/ap R > - "0

ac. ~-

:ne -lrage

.+ - n

tis-

~-

. . . .

. . . . .

Slope w I

48

h

VD

Curva d e Transfe renc ia

II

J

\ I

\ I"I

(0)

v s

I:. Nl ,::j -U 44 47 - E LE TR ON IC A I

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 25/38

Retificador de Onda Completa

Formas de Onda de Entrada e Saida

: J .ine 'vs rvoltage '. ,, -_- _

D,

+

(a)

Vo

(b)

ENG-04447 - ELETRONICA I

Filtro - sem carga

00 CAPACITOR e carregado atraves do diodo, armazenando energia (carga

eletrica),

oAp6s carregado, nao ha caminho de descarga, e a tensao no capacitor se mantem

constante.

D

+

(a)

(b)

ENG-04447 - ELETRONICA I

49

50

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 26/38

Filtro - com carga

51

V,

qR

+

Conduct ion

interval Ar

(e)

ENG-04447 - ELETRONICA I

Aproximat;ao para Projeto do Filtro

(a)

Especifica~iiodo Diodo:

·Corrente media maxima

·Corrente de pico repetitiva

max.

·Corrente de pico nao-

repetitiva max.

I - E - - - - - I E - T~~ I

___1+

52

IIII

~

qC R

-----,-,~

+ V I'V ,

(a)

ENG-04447 - ELETRONICA I

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 27/38

ENG04447 - Eletronica I

Diodo Zenere Reguladores de Tensao

ENG-04447 - ELETRONICA I53

Diodo Zener

v

Simbolo

Limites de Opera9ao

Pz1zmax = = V

Znom

1 Zmin '" 0,11Zmax

• Os diodos Zener operam na

regiao de avalanche

- Vz < 5V - Efeito Zener

(Coef. Termico negativo)

- Vz > 5V - Efeito Avalanche

(Coef. Termico positivo)

Curva IxV Caracteristica

: ~- - - - - - - - - Q _ /Z K

III

1 ISLope = ; : - i

" , " - " I Q----,----------- -J7I (test current

~r IAV '~ J _

ENG-04447 - ELETRONICA I

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 28/38

Mode/o do Diodo Zener

Modelo

lz~

Simbolo

Eg. de Modelo

f-

ENG-04447 - ELETRONICA I

Manual da Serie BZX79 PhilipsTab le 3 Per type BZX79-C2V4 to C24

Tj = 25 °C unless otherwise specified

WORKING VOLTAGE DIFFERENTIAL RESISTANCE TEMP. COEFF.

BZX79Vz_(Vj full In) SzlmVIK)

·Gat 1ztest "" 5 rnA at IZlesl '" 5 rnA

XXX Tal approx. ±5% (C) at Izlest"" 1 rnA at IZtest '" 5 mA(see FLgS 5 and 6)

MIN. MAX. TYP. MAX. TYP. MAX. MIN. TYP. MAX.

2V4 2.2 :26 275 600 70 100 3.5 1.6

2V7 2.5 2,9 300. 600 75 100 --'3.5 -2.0

3VO 28 32 325 600 80 95 -35 -2."'

3V3 3,"1 35 350 600 85 95 -35 -2.4

3V6 3.4 3.8 375 600 85 90 -3.5 -2.4

3V9 37 4.1 400 600 85 90 -35 -2.5

4V3 40 46 410 600 80 90 -3.'5 -·2,5

4\17 44 50 425 500 50 BO -3..5 -'IA 02

I 5V- 48 54 400 480 40 60 27 08 1.2 II"vti >-L »u 4UU '" 4U e.u

6V2 58 66 40 150 10 04 23 3.7

BVa 64 72 30 80 15 1.2 3.0 45

7V5 70 79 30 80 15 2.5 4.0 5.3

BV2 77 8.7 40 80 15 32 46 0.2

O V1 8.5 96 40 100 "15 38 55 7.D

·,0 9.4 -106 50 '150 20 45 6.4 8D

I-I "10.4 1'1.6 50 '150 10 20 54 7.4 90

I 12 ·11.4 '12..7 50 180 ·,0 2f~ 60 34 10.0 II13 12.4 '14.1 50 170 10 30 70 9_4- 11.0

15 138 '15_6 50 200 30 92 1-1_4- 13.0

15 153 H._-I 50 200 10 40 104 124 14.0

·18 168 "19.'1 50 225 10 45 ·12_4 144 16.0

20 18_8 2").2 60 225 15 55 '14.4 16_4 18.0

22 208 233 60 250 20 55 "164 ·184 20.0 56

24 228 256 60 250 25 70 "184 204 22.0

55

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 29/38

Regulador Para/e/o Com ZenerIf'" (10 ± 1 V) v +

• o diodo Zener do• R ~ 0.5 .kn R :t'ircuito tern

-V =68V@5mA IZ t +~

z , IL+

- r = 20Q

V : 16.S-V ~. .:RL

- IzK= O,2mA ( I Z m i n )zener ~

1 1 0 R L Vo

-

I V z = = V zo + rzlz I-

- = : : - - : . : : - ."".

(3) (0)

ENG-04447 - ELETRONICA I57

Regulador de Tensao

• Reguladores para Fontes de Alimentacao

- Lineares

• Regulador Serie (ex.: 7805, LM319)

• ReguladorParalelo (ex: zener, TL431)- Chaveados

Rede ""AC ~ interruptor r--- Transfonnador

e

Prote90es

1---' Retificador 1---' Filtros l~----~ ~--~

L REGULADOR

DE TENSAO r--- Carga

ENG-04447 - ELETRONICA I58

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 30/38

Regulador de Tensao - Funt;ao

• Estabilizar a tensao de saida (fomecida acarga) contra:

- Variacoes na tensao da rede AC (flutuacoes)

- Variacoes de consumo da carga (Id- ripple

ENG-04447 - ELETRONICA I

Tipos de reguladores lineares

• Serie

- 0 elemento de regulacao encontra-se em serie com

a carga (regulacao em tensao)

- A queda de tensao sobre0

regulador e ajustadacontinuamente de forma a manter VL estavel,

mesmo com variacoes em VF

Rede,

AC '-.

IF IL

- I Regulador 1.---0"....."------.+ I I + r ; : : : - ,~F I :Ly

Transfonnador

+

Retificador

+Fi l tros

ENG-04447 - ELETRONICA I

59

60

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 31/38

Tipos de reguladores lineares

• Paralelo

- 0 elemento de regulacao encontra-se em paralelo

com a carga (regulacao em corrente)

- A corrente de regulacao e convertida em queda de

tensao por uma impedancia (Z); esta corrente econtinuamente ajustada de forma a manter VLestavel, mesmo com variacoes em VF

Rede

AC Transformador

+

Retificador

+

Filtros

ENG-04447 - ELETRONICA I

Projeto: Regulador de Tensao

- - - - - - - - - - . .• 0 regulador de tensao paralelo

I Regulador Icom zener e projetado atraves

_ ! t l R I do dimensionamento de seus+_ II.

componentes, ou:- y

I lI I +

rl)Diodo Zener: definicao do

I z I

IDz ,,~+ :

seu valor nominal de tensao e

VFI

RLpotencia; outros parametres

I v, VL podem ser dimensionados,I - I como sua estabilidade termica,I I - resistencia dinamica, etc.

- 2)Resistor Serie: definicao do. _________ ..

seu valor nominal e potencia,

Pz1 - VF -VZnom

-1L1 Z m a x =--

z-R

VZnom

i.:~,lIzmax

ENG-04447 - ELETRONICA I62

61

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 32/38

Projeto: Regulador de Tensao. . -------. • Condicoes a serem satisfeitas,41 R Regulador I

+ AA:A 1) Regulacao Minima: quando a tensaoI YY

~ Iz I + ~ IL V F ; e minima e a carga RL consome aI

...+ I ~V.

I Dz 2 $ Rmaxima corrente, deve sobrar para 0

I~VZIVL

• L Zener a minima corrente que garante- I

I1- boa regulacao (r, baixo).

I- • Assim:. .. _------

1 - VFmin - VZnom 1Lmax - +l \ n a x = VFmin - VZnom

Z m in -l \ n a x 1Lmax + 1 Z m i n

ENG·04447 - ELETRONICA I63

Projeto: Regulador de Tensao

. . -------. • Condicoes a serem satisfeitas,41 R Regulador I

+~ A"A 2) Seguranca do Zener: quando tensao VFI VY.

~ Iz I + ~ IL e maxima e a carga RL consome aI

~+ I < 'v.

I Dz 2~RL

minima corrente, a corrente de Zener II

~VZIVL nao deve ultrapassar 0 limite maximo- I

I1- permitido, para que 0Zener nao seja

- destruido,. . . .

_------ • Assim:

1 - VFmax - VZnom - 1Lmin - + l \ n i n = VFmax - VZnomZrnax -

«: 1 L m i n + 1 Z m a x

ENG·04447 - ELETRONICA I64

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 33/38

Projeto: Regulador de TensaoAssim, obtem-se atraves da especificacaouma faixa de valores para 0projeto de'R'.

Deve-se selecionar urn valor comercialpara 'R', considerando-se que:

'R' proximo do maximo reduz a corrente nozener, aumentando 0rendimento e reduzindoa regulacao;

'R' proximo do minima aumenta a correnteno zener, reduzindo 0rendimento eaumentando a regulacao,

o proj eto deve resultar em IRm"" ~ Rmin

• Caso contrario, deve-se alterar algumadefinicao ja feita, como a escolha dapotencia do zener.

ENG-04447 - ELETRONICA I

Espec;';ca~aode Reguladores

• Normais

- vLnom- Corrente de saida maxima e minima (IL)

- Variacao % de VF

• Outras

- Valor nominal de VF (trafo + filtro)

- Potencia maxima do Zener

- Regulacao de VL

- Rendimento: l1=PdPI

ENG-04447 - ELETRONICA I

65

66

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 34/38

ENG04447 - Eletronica I

DiodosCircuitos Limitadores e Conformadores

ENG-04447 - ELETRONICA I

Circuitos Limitadores

ENG-04447 - ELETRONICA I

67

68

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 35/38

Circuitos Limitadores

" I I /

• Restringir a excursao

de um sinal dentro de

certos limites

- lim ite su perior L+

- lim ite inferior L -

- ganho K (faixa nao

limitada)

I/ 0il .____.~-- L

ENG-04447 - ELETRONICA I69

Circuitos Limitadores

70

• Limitador Ideal • Limitador Real

(uso de diodos)

_ _ _ __ _ /-

ENG-04447 - ELETRONICA I

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 36/38

Circuitos Limitadores - exemplos

• Limite superior • Limite inferior

"O . ! llO

R R

lr(.[]J0.7 1 " " " ' - []J~

/'" , ~ lj: ./-0.7 Hi

(a) (0)

ENG-04447 - ELETRONICA I71

Circuitos Limitadores - exemplos

• Dois limites • Ajuste do limite

Vo Vo

RR 5.7

~

5

+0.7~ :Tl]J, DI tin

~ v, va

/f+5

- D"- -0.7 u,5V-=-

Vj

-

I -0 0

(e) (d)

ENG-04447 - ELETRONICA I72

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 37/38

Circuitos Limitadores - exemplos

73

• Fixacao de lim i te s atraves de diodo zener

"0v- (VZ1 + 0.7)

/ v ,

_L__(VZ1 + 0.7)

(e)

ENG-04447 - ELETRONICA I

Circuitos Conformadores

74

• A lteram a form a de urn sinal, atraves da

definicao de um a funcao entrada-saida nao-

lin ear e arbitraria inclinacao 2:1

8,85V5,7V

-5,7V

ENG-04447 - ELETRONICA I

5/13/2018 graficos diodos - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/graficos-diodos 38/38

Circuitos Conformadores - exemplo

• Gerador de Funcoes: ondas retangular, triangular e senoidal

Integrador Comparador

J vRdt

*

Retangular

_ _ _ _ .VR

1

Triangular

Conformador Vr

Senoidal

+ Vs

ENG-04447 - ELETRONICA I75

Circuitos Conformadores - exemplo

• Conformador senoidal simples:

- cada quadrante da sen6ide e aproximado atraves de 3 segmentos de reta

- os dois pontos de transicao entre os 3 segmentos sao determinados pelas

tensoes dos zeners

- funciona para os semi-ciclos positivo e negativo

- necessita de urn sinal triangular com IOVp

R=lk

ENG-04447 - ELETRONICA I76