1

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

6

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

10

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

11

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

12

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

13

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.

14

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

M 28

Ceifador em série simples (diodo ideal)

− −

+ +

Riv ov

Fonte: Boylestad 8° Edição p. 62

− −

+ +

Riv ov

Positivo

Negativo

15

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

16

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

17

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

18

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

19

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