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Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Diodos – Parte II Jadsonlee da Silva Sá

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Apresentação em tema: "Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Diodos – Parte II Jadsonlee da Silva Sá"— Transcrição da apresentação:

1 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Diodos – Parte II Jadsonlee da Silva Sá

2 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Diodo Real Característica i-v de um diodo de junção feitos de silício e suas regiões de operação. Polarização direta v > 0. Polarização direta v > 0. Polarização inversa v < 0. Polarização inversa v < 0. Ruptura v < -V ZK. Ruptura v < -V ZK.

3 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Diodo Real Região de Polarização Direta. –A relação i-v é aproximada por I S Corrente de saturação. V T Tensão térmica. n Constante (entre 1 e 2) que depende do material e da estrutura física.

4 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Diodo Real Região de Polarização Direta. –Corrente de Saturação – I S. I S é constante para um determinado diodo e uma temperatura. Diretamente proporcional à área da secção transversal do diodo. I S A Baixa potência. Dobra a cada aumento de 5 °C.

5 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Diodo Real Região de Polarização Direta. –Tensão Térmica – V T. k = 1,38* Joules/Kelvin (Constante de Boltzmann). T = temp (°C) (Temperatura absoluta em kelvin). q = 1,6* Coulomb (Carga do elétron).

6 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Diodo Real Região de Polarização Direta.

7 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Diodo Real Região de Polarização Direta. –Considere um diodo D com uma tensão v = V 1, a respectiva corrente i = I 1 é obtida da seguinte forma: –Para v = V 2, obtemos i = I 2 de forma similar.

8 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Diodo Real Região de Polarização Direta. –Considerando que o diodo D é o mesmo e que a temperatura é constante, podemos obter a seguinte relação. Uma década de variação na corrente do diodo resulta em uma queda de tensão de 2,3nV T.

9 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Diodo Real Região de Polarização Inversa – v<0. –Para v V T (25 mV) poucas vezes, por aproximação, obtemos: –A corrente na direção inversa é constante e igual a I S.

10 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Diodo Real Região de Ruptura – v

11 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Modelos Matemáticos – Região Direta Diodo real diretamente polarizado. –Objetivo Determinar V D e I D. –Estudamos dois modelos: diodo ideal e exponencial. –Veremos mais modelos.

12 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Modelos Matemáticos – Região Direta Modelo Exponencial. –É o modelo mais preciso para a região direta. –Para V DD > 0,5 V, temos que I D >> I S. Então, –Usando leis das malhas no circuito, obtemos: I S, n e V T são conhecidos.

13 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Modelos Matemáticos – Região Direta Modelo Exponencial. –Temos duas equações e duas incógnitas. –Como resolver? –Formas de obter a solução: Análise gráfica; Análise iterativa.

14 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Modelos Matemáticos – Região Direta Modelo Exponencial. –Análise Gráfica.

15 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Modelos Matemáticos – Região Direta Modelo Exponencial. –Análise Iterativa. Qual o valor de I D e V D para V DD = 5 V e R = 1 kΩ? Suposições: –I D = 1 mA para V D = 0,7V; –Queda de tensão varia de 0,1 V para cada década de variação na corrente.

16 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Modelos Matemáticos – Região Direta Modelo Exponencial. –Análise Iterativa. 1ª iteração.

17 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Modelos Matemáticos – Região Direta Modelo Exponencial. –Análise Iterativa. 2ª iteração. I D = 4,237 mA e V D = 0,762 V.

18 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Modelos Matemáticos – Região Direta Necessidade de uma análise mais rápida e simples para circuitos complexos. –Modelo para Segmentos Lineares. –Modelo de Queda de Tensão Constante. –Modelo de Diodo Ideal. –Modelo para Pequenos Sinais Próxima aula.

19 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Modelos Matemáticos – Região Direta Modelo para Segmentos Lineares. –Idéia Encontrar uma relação linear i-v. Neste exemplo, V DO =0,65 V e r D = 20 Ω.

20 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Modelos Matemáticos – Região Direta Modelo para Segmentos Lineares. –Circuito equivalente do modelo.

21 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Modelos Matemáticos – Região Direta Modelo para Segmentos Lineares. –Exemplo: calcule I D e V D, onde V DD = 5V,R = 1 kΩ, V D0 = 0,65 V e r D =20 Ω. I D = 4,26 mA V D = 0,735 V

22 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Modelos Matemáticos – Região Direta Modelo de Queda de Tensão Constante. –Utiliza uma reta vertical como aproximação da parte da curva exponencial.

23 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Modelos Matemáticos – Região Direta Modelo de Queda de Tensão Constante. –Para os exemplos anteriores, calcule I D e V D utilizando o modelo de queda de tensão constante.

24 Universidade Federal do Vale do São Francisco - UNIVASF Colegiado de Engenharia da Computação – CECOMP Modelos Matemáticos – Região Direta Modelo de Diodo Ideal. –Utilizado quando as tensões são muito maiores que a queda de tensão no diodo (0,6 - 0,8V) – Despreza-se, a queda de tensão do diodo no cálculo da corrente no diodo.


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