Aplicações de Diodos 6 (site)

5/10/2018 Aplicações de Diodos 6 (site) - slidepdf.com

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APLI CAÇÕES DE D IODOS:PORTAS LÓGI CAS, CIRCUITOS

CEIFADORES E RETIFICADORES1



Circuitos de Por tas Lógicas Ut ilizando Diodos

Há diversas famílias diferentes de portas da lógica. Cada família temsuas potencialidades e limitações, suas vantagens e desvantagens. Aseguinte l ista descreve as famílias da lógica principal e suascaracterísticas. Você pode seguir as ligações para ver a construção docir cui to das por tas de cada famíl ia.

Lógica dos Diodos

As portas lógicas com diodos, como o nome sugere usam diodosexecutar as funções lógicas E ou AND e OU ou OR. Os diodos têm apropriedade de facilmente passar uma corrente elétrica em um sentido,mas não em outro. Assim, os diodos podem agir como um interruptor

lógico ou uma porta lógica. As portas lógicas com diodos são muitosimples e baratas, e podem ser usadas eficazmente em sit uaçõesespecíficas. Entretanto, não podem ser usados extensivamente, porquetendem a degradar rapidamente os sinais digit ais. Além disso, nãopodem executar a função NÃO ou NOT, assim sua uti l idade écompletamente li mit ada.

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A l ógica do diodo é baseada no fato que um diodo conduzi rá corrent eelétr ica apenas em um sent ido, mas não no out ro. Desta maneira, o

diodo age como um interruptor eletrônico.

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À esquerda você vê a lógica básica do diodo OU ou OR. Suponhamos que

o nível lógico 1 está r epresentando a t ensão de +5 volts, e o nível lógico 0está representando o terra, ou o 0 vol ts.

Nesta figura, se ambas as entradas A e B forem deixadasdesconectadas ou estiverem ambas no nível lógico 0, a saída Z seráfixada em 0 volts pelo resistor, e estará assim a com nível lógico 0também. Entretanto, se em uma ou outra entrada for aplicada a tensão

de +5 volt s, o diodo tornar-se-á polarizado e consequentementeconduzirá, que por sua vez elevará seu nível lógico para 1 e a saída Ztambém estará em 1. Se ambas as ent radas esti verem em nível lógico 1,a saída Z terá ainda a nível lógico 1. Desta forma dizemos que esta portaexecut a a função OU ou OR.

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À direita o circuito é equivalente a porta E ou AND.Usaremos os mesmos níveis lógicos adotados anteriormente, mas no

cir cui to os diodos estarão inver t idos e o resistor é ajustado para fixar atensão da saída ao nível lógico 1. Por exemplo, +V = +5 volt s, emboraout ras tensões possam ser apli cadas. Agora, se ambas as ent radasforem desconectadas nível lógico igual a 0. Se uma ou outra entradaest iver aterrada (em nível lógico 0), esse diodo conduzirá e forçará asaída para o nível lógico 0. Ambas as entradas devem estar em nívellógico 1 para que a saída esteja no nível lógico 1. Desta forma dizemos

que esta por ta execut a a função E ou AND.

Em ambas as port as nós supomos que os diodos nãointroduzem nenhum erro ou perdas no circuito. Porem na realidadeisto não ocorre, pois o diodo de si lício apresent a uma queda de t ensãode aproximadament e de 0.65v a 0.7v ao conduzir . Mas nós podemosevitar isto adotando qualquer tensão acima de +3,5 volts como nívellógico 1, e toda a tensão abaixo de +1,5 volts será nível lógico 0. Éinadequado que neste sistema a tensão de saída esteja entre +1,5 e+3,5 vol ts; esta será considerada como região indefini da de tensão.

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As portas E ou OU já citadas, quando aplicadas individualmentetem suas vantagem em cir cunstâncias específicas. Ent retanto,quando as por tas E e OU são conectadas em cascata, como mostr adona figura acima, alguns problemas adicionais ocorr em e seusfuncionamento fica comprometido. Assim para este tipo a melhorsugestão é ut il izar as por tas individualmente, como já citamos. Paraout ras operações lógicas podemos ut i l izar o ci rcui tos in tegrados.

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O CI RCUIT O CEI FADOR COM D I ODOS

Cir cui tos cei fadores são aqueles que cei fam part e do sinal apli cado

em suas ent radas. Os principais ci rcui tos ceifadores são aqueles queut i li zam diodos, r esistores e fontes de tensão. Para f ins de análi se,devemos ut il izar a curva de t ransferência de cada cir cui to, queconsiste em um gráfico, o qual relaciona a tensão de saída com atensão de ent rada.

Na Figura 1 tem-se um cir cuit o ceifador, sua característi ca de

t ransferência e os sinais de ent rada e saída.

Figura 1

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Analisando o circui to, supondo-se o diodo como ideal, tem-se, parao semiciclo posi t ivo da tensão de ent rada, até ati ngir o valor da tensão V dabateria, o diodo em polarização reversa. Aparece então na saída o próprio

sinal de ent rada. Quando a tensão de ent rada at ingir o valor V da bater ia odiodo estará diretamente polarizado e a tensão de saída permanecerá natensão V. Esta situação perdura até que a tensão do sinal de ent rada ficainfer ior a t ensão V da bater ia no qual o diodo vol ta a ficar reversamentepolarizado e a tensão da saída espelha a tensão de entrada por falta decorrente no resistor . Por todo a semiciclo negativo o diodo permanecereversamente polari zado.

Na curva de transferência, tem-se uma reta inclinada de 45o comcoeficiente de transferência igual a 1,ou seja, toda tensão de entrada étransferida para a saída sem modificações. Na outra região da curva, nota-se que a tensão de saída fica constant e, independente do valor da tensão deentrada.

A característi ca de tr ansferência do cir cuito anteriormenteanalisado é a mesma independentemente de utilizar-se outra forma deonda para o sinal de ent rada. 8



Nas Figura 2, Figura 3 e Figura 4, tem-se outros exemplos decircui tos ceifadores com suas caracter ísti cas de t ransferência e

tensão de ent rada e saída, cuja anál ise é análoga ao do circui to fei taanteriormente.

Figura 2 9



Figura 3

Figura 4

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Retificadores

Os diodos como já foi visto anteri ormente possuempropriedades ret ifi cadoras. Mas na verdade o que é que issosignifica?

Isso quer dizer que eles só deixam a corrente fluir em umúnico sentido, sendo o contrário impossível. Essa propriedade dosdiodos é largamente ut i l izada nos ret i ficadores. Ret if icadores sãoar t ifícios ut il izados na elet rônica para t ransformar a cor rentealternada em corrente cont ínua.

I sso pode se dar de diversas maneiras. Seja atr avés deret i fi cadores de meia onda ou de onda completa. Os ret i fi cadores deonda completa dividem-se em dois t ipos: Os que precisam detomada cent ral no t ransformador e os que não necessi tam-na.

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Retificadores de Meia Onda

Part indo de um t ransformador simples, basta acrescentar-lhe um diodopara ret i fi car a cor rent e em meia onda, onde só os semiciclos posi t ivos sãoaprovei tados e transformados em uma corrente constante (cont ínua):

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Acesse o link e confira a animação:

http://www.clubedaeletronica.com.br/Anima/A_eletronica/Anima%20002.htm



Retifi cador de Onda Completa

Com o mesmo transformador do exemplo anterior é possível fazer umreti ficador de onda completa. Sua vantagem é que ele conduz ossemiciclos positivos e os negativos, de um modo que haja uma tensãocontínua positiva durante os dois semiciclos. Durane cada semiciclo,sempre dois diodos estão em condução e dois em corte:

13Acesse o link e confira a animação:




Retifi cador de Onda Completa (Tr afo com Tomada Central)

Outro método usado para r et i fi car uma corrente al ternada é atr avés de umtransformador que possua romada cent ral. Esses tr ansformadores sãofacilmente encontrados atualmente. Neles estão geralmente gravados "12 V+ 12 V", por exemplo, o que indica a tensão e o que não quer dizer que eleseja equivalent e a um de 24 V. Para reali zar a ret i ficação, basta clocar umdiodo em cada um dos terminais e r eservar o t erminal centr al para onegativo:

14Acesse o link e confira a animação:


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