m - circuitos com diodos ii
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M 1
EE530 Eletrônica Básica IProf. Fabiano Fruett
Aula M - Circuitos com Diodos
• Retificadores• Limitadores• Restauradores• Dobradores de tensão• Modelos• Exemplos de circuitos com diodos ideais
M 2
Retificador de tensão
2
M 3
Retificador de meia onda
vO = R
R + rDvS − VD 0
RR + rD
vS ≥ VD0
Circuito equivalente
Característica de transferência
Formas de onda de entrada e saída
M 4
Retificador de onda completa
D1 diretoD2 reverso
D1 reversoD2 direto
Característica de transferência
3
M 5
Retificador em Ponte
M 6
Retificador em Ponte
4
M 7
Retificador em Ponte
M 8
Capacitor de filtro
Formas de onda de entradae de saída, supondo um
diodo ideal
5
M 9
Situação prática
iL = vO /R
iD = iC + iL
ID L
di C idt
= +v
Fonte: Sedra/Smith Fig. 3.41
M 10Fonte: Sedra/Smith Fig. 3.41
Condução e corte
Carga e descarga
Carga
Descarga
iD = iC + iL
C Li i=
/t CRO p p rV e V V−= −v
Vr =Vp
f CR
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M 11
Forma de onda do retificador de pico de onda completa
Vr =Vp
2 fCR
M 12
LimitadoresCaracterística de transferência genérica
7
M 13
Limitadores
Limitador Rígido Limitador Suave
M 14
Circuitos limitadoresbásicos
8
M 15
Circuito restaurador c.c. ou grampeador
Grampeador com o diodo invertido:
M 16
Situação com uma resistência de carga R
9
M 17
Dobrador de tensão
Grampeador Retif. Pico
M 18
Dobrador de tensão
v1
v2
v3
Ref: Sedra/Smith Ex. 3.33
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M 19
Modelo de grandes sinais para o diodo
iD = IS (ev D / nVT − 1)
CD =τ T
VTISev D / nVT
+ Cj 0 /(1 − v D
V0)m
Corrente de saturação IS Coeficiente de emissão n Resistência ôhmica RS Tensão interna V0 Capacitância de junção para polarização zero Cj0 Coeficiente de graduação da junção m Tempo de trânsito τT
M 20
Modelo de pequenos sinais (revisão)
0
0
0
( ) ( )
D D D d
D D d d
D D d d d
D d d
V i rV I i rV I r i r
V i r
= += + +
= + += +
v
rd = nVT / ID
Cd = (τ T /VT )ID
C j = Cj 0/ 1 −VD
V0
m
para VD < 0
C j ≅ 2Cj 0, para VD > 0
Ponto de polarização: ID, VD
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M 21
Parâmetro do modelo SPICE para o diodo
Nome do Parâmetro Símbolo Nome no SPICE
Unidade Valor Default
Corrente de saturação IS IS A 1 × 10-14 Coeficiente de emissão n N — 1 Resistência ôhmica RS RS Ω 0 Tensão interna V0 VJ V 1 Capacitância de junção para polarização zero Cj0 CJ0 F 0 Coeficiente de graduação da junção m M — 0,5 Tempo de trânsito τT TT s 0 Tensão de ruptura VZK BV V ∞ Corrente reversa em VZK IZK IBV A 1 × 10-10
M 22
Modelo para o diodo zener
OBS: D1 é ideal
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M 23
Sugestão de estudo
• Sedra/Smith Cap. 3 seções 3.7, 3.8 e 3.10– Exercícios e problemas correspondentes
M 24
Exercício M1Projete um quadruplicador de tensão para ser utilizado em um transponder que a partir de um sinal , gerado através de um excitadoreletromagnético, gere um sinal contínuo com amplitude de +4Vp.
( )sinpV tω
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M 25
Exercício K1Utilize o modelo de queda de tensão constante (0.7 V) for
cada diodo.a) Ache i1 e iL em função de vI
b) Para qual faixa de valores de vI os 4 diodos conduzirão? Ache a função de transferência para esta condição.
IvOv
1i
Li
M 26
Exercício K2
No circuito mostrado a seguir, I é uma corrente D.C. e vs é um sinal senoidal. Considere o capacitor Csuficientemente grande. Use o modelo de pequenos sinais do diodo para calcular a componente de sinal da tensão de saída. Ache a expressão literal para a capacitância associada ao modelo de pequenos sinais deste diodo.
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M 27
Exemplos de Circuitos com Diodos Ideais
• Ceifador– Série simples– Série polarizado– Paralelo simples– Paralelo polarizado
• Grampeador• Multiplicador
Fonte: R. Boylestad e L. Nashelsky, Dispositivos Eletrônicos
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Ceifador em série simples (diodo ideal)
− −
+ +
Riv ov
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 62
− −
+ +
Riv ov
Positivo
Negativo
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M 29
− −
+ +
Riv ov
V
Ceifador série polarizado (diodo ideal)Positivo
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 62
M 30
− −
+ +
Riv ov
V
Ceifador série polarizado (diodo ideal)Positivo
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 62
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M 31
− −
+ +
Riv ov
V
Ceifador série polarizado (diodo ideal)Negativo
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 62
M 32
− −
+ +
Riv ov
V
Ceifador série polarizado (diodo ideal)Negativo
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 62
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M 33
− −
+ +R
iv ov
Ceifador paralelo (diodo ideal)
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 63
− −
+ +R
iv ov
positivo
negativo
M 34
− −
+ +R
iv ovV
Ceifador paralelo polarizado (diodo ideal)Positivo
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 63
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M 35
− −
+ +R
iv ovV
Ceifador paralelo polarizado (diodo ideal)
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 63
M 36
− −
+ +R
iv ov1V 2V
Ceifador paralelo com polarização dupla(diodo ideal)
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 63
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M 37
− −
+ +R
iv ovV
Ceifador paralelo polarizado (diodo ideal)Negativo
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 63
M 38
− −
+ +R
iv ovV
Ceifador paralelo polarizado (diodo ideal)Negativo
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 63
20
M 39
− −
+ +
Riv ov
C
Grampeador
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 63
M 40
− −
+ +
Riv ov
C
1V
Grampeador
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 66
21
M 41
− −
+ +
Riv ov
C
1V
Grampeador
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 66
M 42
− −
+ +
Riv ov
C
Grampeador
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 66
22
M 43
− −
+ +
Riv ov
C
1V
Grampeador
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 66
M 44
− −
+ +
Riv ov
C
1V
Grampeador
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 66
23
M 45
−
−
−
+ +
+10V
Riv ov
C
Grampeador com entrada senoidal
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 66
M 46
mTriplicador ( 3V )
mDuplicador ( 2V )
mQuadruplicador ( 4V )
mV
mV m2V
m2Vm2V
1C
2C
3C
4C4D1D
2D 3D+
+ +
+ +−
− −
−−
Multiplicador de Tensão
Fonte: Boylestad 8° Edição p. 72