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16/03/2017
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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
ELETRÔNICA 1 - ET74C
Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes
Aula 5 – SOLUÇÃO DE CIRCUITOS
CONTENDO DIODO SEMICONDUTOR
Curitiba, 17 março de 2017.
17 Mar 17 AT05- Solução de circuitos com diodos 2
CONTEÚDO DA AULA
1. REVISÃO: modelo matemático
2. PONTO QUIESCENTE
3. SOLUÇÃO GRÁFICA
4. CRITÉRIOS PARA A SOLUÇÃO DE CIRCUITOS
5. PORTA LÓGICA “OU” e “E”
6. EXERCÍCIOS
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1-REVISÃO:MODELO MATEMÁTICO
1eqeII T
D
V
V
SD .)1(
Corrente de saturação
2eqq
kTVT .
3eqeII T
D
V
V
SD ..
REGIÃO DIRETA
1eqeII T
D
V
V
SD .)1(
REGIÃO REVERSA
INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA sobre tensão térmica e corrente de saturação:
IS dobra de valor a cada 10ºC de aumento na temperatura.
---- ++ +
+
TEMPO DE REESTABELECIMENTO REVERSO: tempo necessário para que a
corrente no circuito decresça a zero quando na mudança para a
polarização reversa.
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1-REVISÃO: CAPACITÂNCIAS (Boylestad seção 1.10)
CD
CT
Capacitância de
difusão pol. direta
Capacitância de
transição pol. reversa
d
AC
maiorCd
menorCd
CfXC
2
1
C
C
Xf
Xf 0
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2-PONTO QUIESCENTE, PONTO DE OPERAÇÃO (ESTÁTICO) OU PONTO “Q”
O termo quiescente significa quieto.
Um circuito pode estar quiescente sob duas condições:
VccVca
2. Quando HÁ entrada CA no
ponto de cruzamento por zero.1. Quando NÃO há entrada CA
Lalond, David E.; Ross, John A.
Princípios de dispositivos e circuitos eletrônicos. Cap 6.
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2-PONTO QUIESCENTE, PONTO DE OPERAÇÃO (ESTÁTICO) OU PONTO “Q”
Quando o circuito é submetido às duas condições?
Vcc
Vca
VCC
tNível CC
Quando há a superposição dos níveis de tensão, o nível CC, ou
seja, as tensões CC estarão presentes somente quando o sinal CA
cruzar o eixo zero.
Sendo esta a condição em que o circuito passa pelo ponto
quiescente (Q).
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2-DETERMINAÇÃO DO PONTO QUIESCENTE
Ponto quiescente é obtida pelo cruzamento da curva característica do
diodo em conjunto com a reta de carga do circuito elétrico.
•Boylestad: seção 2.2 p.76
i) Curva característica
ii) Circuito sob análise
iii) Reta de Carga iv) Ponto Quiescente
Curva característica + Reta de carga
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2-TÉCNICAS PARA A SOLUÇÃO DE CIRCUITOS
Boylestad: seções:1.6 a 1.9 eseções: 2.1 a 2.5
1. Análise gráfica: as informações são obtidas pelo cruzamento da curva
característica do diodo em conjunto com a reta de carga do circuito
elétrico em questão e que determina o ponto de operação ou
quiescente (Q) do diodo.
1. Análise gráfica
2. Modelo elétrico do diodo: faz a representação elétrica do diodo a
partir de estruturas elétricas elementares.
2. Modelo elétrico
)1( T
D
nV
V
S eII
3. Modelo matemático do diodo: emprega uma equação matemática
que representa o comportamento elétrico do diodo.
3. Modelo matemático
1
212 log3,2
I
IVVV T
Análise interativa
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3-SOLUÇÃO GRÁFICA - EXEMPLO
Boylestad, ex 1, p. 73
Explicaçã
o na aula
Exercício
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3-SOLUÇÃO GRÁFICA: SEQUÊNCIA DE SOLUÇÃO
Sequência para a solução:
I) Determinação da reta de carga do circuito ID = f(VD).
É a equação da malha do circuito sob análise em dois pontos
particulares:
1º) No ponto em que a corrente no diodo é zero: ID=0
2º) No ponto em que a tensão no diodo é zero: VD=0
Equação do circuito E= VD+ ID.R ID= (E - VD)/R
1º) Para obter o ponto em que ID=0, substitui na equação do circuito
ID=0, que resulta em VD=E.
2º) Para obter o ponto em que VD=0,
substitui na equação do circuito VD=0,
que resulta em ID=E/R.
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3-SOLUÇÃO GRÁFICA: SEQUÊNCIA DE SOLUÇÃO
AT05- Solução de circuitos com diodos
Ponto de Operação ou
Quiescente – “Q”IDQ
II) De posse da curva característica, sobrepõem a reta de carga nesta
curva.
+
VDQ
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3-SOLUÇÃO GRÁFICA: SEQUÊNCIA DE SOLUÇÃO
AT05- Solução de circuitos com diodos
Desenvolvimento:
a) Equação do circuito: E=VD + ID.R8 = VD + ID. 330 ID = (8-VD)/330
b) Para ID = 0 VD =8V
c) Para VD = 0 ID =8/330 = 24,24mA
Da interseção da curva
com a reta de carga, tem-
se o ponto quiescente:
No caso:
VD=0,78V e ID=21mA
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4-CRITÉRIOS ORIENTATIVOS PARA SOLUÇÃO DE CIRCUITOS CONTENDO DIODOS
– Análise Gráfica:
positivo: visualizar a operação do
circuito;
negativo: impraticável em circuitos
complexos;
– Análise Interativa:
positivo: alto nível de precisão da
resposta;
negativo: impraticável em circuitos
complexos utilizando o processo
manual.
Créditos: Prof. Marcelino Andrade
https://digitalsignal.files.wordpress.com/2008/09/aula05.pdf slide 8
– Modelo Simplificado:
positivo: utilizado para uma
primeira aproximação;
negativo: baixo nível de
precisão.
– Modelo da Queda de Tensão
Constante: positivo: simplicidade.
negativo: baixíssimo nível de
precisão.
– Modelo Ideal:
positivo: adequando quando a
tensão V fonte>>VD;
negativo: não adequado em
soluções para pequenos sinais.
Análise Gráfica, Análise Interativa, Modelo Simplificado,
Modelo da Queda de Tensão Constante e o Modelo Ideal.
Qual utilizar???
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5-PORTA LÓGICA “OU”
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A
B
Boylestad seção 2.6
“0” “ausência” de
tensão elétrica.
“1” presença de
tensão elétrica.
TABELA DA
VERDADE
Diodo como modelo
simplificado
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5-PORTA LÓGICA “E”
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A
B
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6-EXERCÍCIOS (Boylestad cap 2, p. 73 a 78)
AT05- Solução de circuitos com diodos
Adotar modelo simplificado para a solução
Analisar o exemplo 1.2
do Boylestad, p.14
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6-EXERCÍCIOS
AT05- Solução de circuitos com diodos
Determine pelo método gráfico a tensão e corrente quiescente do diodo.
Malvino e Bates. ElectronicPrinciple, p.76
