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Diodos – Características elétricas José Milton Alves de Souza / Raí Alves Tamarindo Universidade Federal do Vale do São Francisco Campus Juazeiro AV. Antônio Carlos Magalhães, S/N, Country Club 48902-130 Juazeiro/ BA - Brasil. E-mail: [email protected],[email protected] 1. Objetivos Neste experimento poderemos, verificar o comportamento I-V (corrente X tensão) dos diodos (retificador, zener e LED), compreender o procedimento para analise de circuitos contendo diodos e introduzir os aspectos relativos ao projeto de fontes de alimentação CC. 2. Introdução teórica O elemento não-linear fundamental de circuito e também o mais simples é o diodo. Assim como um resistor, o diodo tem dois terminais, mas diferentemente do resistor, o qual tem uma relação linear (direta) entre a corrente que circula por ele o diodo tem uma característica i-v não linear. A figura 1 mostra a característica i-v de um diodo de junção de silício. Conforme indicado, a curva característica consiste em três regiões distintas. A região de polarização direta, determinada por v> 0; A região de polarização reversa, determinada por v < 0; e A Região de ruptura, determinada por v < Vz . A polarização direta é uma região de operação estabelecida quando a tensão v for positiva. Na região direta, a relação de i-v é rigorosamente aproximada por: ( ) [Eq. I] Is: Corrente de saturação é uma constante para um dado diodo a uma dada temperatura n: Fator de idealidade tem valor entre 1 e 2 dependendo do material e da estrutura física do diodo V T : tensão térmica, na temperatura ambiente (20 °C), o valor é de aproximadamente 25mV. Figura 1: Intensidade da corrente elétrica nos diferentes tipos de polarização. Figura 2: Símbolos gráficos do diodo retificador (a), diodo zener (b) e o diodo emissor de luz LED (c). 2.1. Diodos retificadores Retificação é um processo em que uma forma de onda aplicada de

Relatório 1

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Page 1: Relatório 1

Diodos – Características elétricas

José Milton Alves de Souza / Raí Alves Tamarindo

Universidade Federal do Vale do São Francisco Campus Juazeiro – AV. Antônio Carlos

Magalhães, S/N, Country Club – 48902-130 – Juazeiro/ BA - Brasil.

E-mail: [email protected],[email protected]

1. Objetivos

Neste experimento poderemos, verificar

o comportamento I-V (corrente X

tensão) dos diodos (retificador, zener e

LED), compreender o procedimento

para analise de circuitos contendo

diodos e introduzir os aspectos relativos

ao projeto de fontes de alimentação CC.

2. Introdução teórica

O elemento não-linear fundamental de

circuito e também o mais simples é o

diodo. Assim como um resistor, o diodo

tem dois terminais, mas diferentemente

do resistor, o qual tem uma relação

linear (direta) entre a corrente que

circula por ele o diodo tem uma

característica i-v não linear.

A figura 1 mostra a característica i-v de

um diodo de junção de silício.

Conforme indicado, a curva

característica consiste em três regiões

distintas.

A região de polarização direta,

determinada por v> 0;

A região de polarização reversa,

determinada por v < 0; e

A Região de ruptura,

determinada por v < Vz .

A polarização direta é uma região de

operação estabelecida quando a tensão v

for positiva. Na região direta, a relação

de i-v é rigorosamente aproximada por:

(

⁄ ) [Eq. I]

Is: Corrente de saturação é uma

constante para um dado diodo a uma

dada temperatura

n: Fator de idealidade tem valor entre 1

e 2 dependendo do material e da

estrutura física do diodo

VT: tensão térmica, na temperatura

ambiente (20 °C), o valor é de

aproximadamente 25mV.

Figura 1: Intensidade da corrente elétrica nos

diferentes tipos de polarização.

Figura 2: Símbolos gráficos do diodo retificador

(a), diodo zener (b) e o diodo emissor de luz LED

(c).

2.1. Diodos retificadores

Retificação é um processo em que

uma forma de onda aplicada de

Page 2: Relatório 1

valor médio zero é modificada para

que tenha um nível CC. Quando é

empregado no processo de

retificação, um diodo é denominado

retificador. Sua potência e seu valor

máximo de corrente são

normalmente muito maiores do que

o dos diodos empregados em outras

aplicações, como computadores e

sistemas de comunicação.

A tensão de polarização direta

necessária para se alcançar a região

mais alta de condução desses diodos

é da ordem de 0,7 volts para diodos

de silício. O símbolo gráfico para o

diodo retificador é apresentado na

figura 2(a). A seta característica do

símbolo aponta para o sentido da

condução.

2.2. Diodo Zener

Há um ponto em que a aplicação de

uma tensão suficientemente

negativa resulta em uma mudança

brusca na curva característica do

diodo. A corrente aumenta a uma

taxa muito rápida no sentido oposto

ao da região de tensão positiva. O

potencial de polarização reversa que

resulta dessa mudança brusca na

curva característica é chamado de

potencial zener e é dado pelo

símbolo Vz. Apesar de o mecanismo

de ruptura zener ser um elemento

importante somente em níveis mais

baixos de Vz, essa mudança brusca

na curva característica em qualquer

nível é chamado de região de

ruptura ou região Zener, figura 1.

Os diodos que empregam apenas

essa porção da curva de uma junção

p-n são chamados de diodos Zener.

O fato de a curva cair abaixo do

eixo horizontal e se distanciar dele,

em vez de subir para região VD

positiva, revela que a corrente na

região Zener tem um sentido oposto

ao de um diodo polarizado

diretamente. Essa região de

características singulares é

empregada no projeto de diodos

Zener cujo símbolo gráfico é

mostrado na figura 2(b).

Em função de esses diodos

operarem em altas temperaturas e

altos valores de corrente, o silício é

mais utilizado em sua fabricação.

2.3. LEDs

Como o nome indica, o diodo

emissor de luz (LED) é um diodo

que emite luz visível quando

energizado. Em qualquer junção p-n

polarizada diretamente, existe

dentro da estrutura e principalmente

próximo da junção, uma

recombinação de lacunas e elétrons.

Essa recombinação exige que a

energia do elétron livre não ligado

seja transferida para outro estado.

Em todas as junções p-n do

semicondutor, uma parte dessa

energia será emitida na forma de

calor e outra parte na forma de

fótons. Em outros materiais como o

fosfeto de arseneto de Gálio

(GaAsP) ou o fosfeto de Gálio

(GaP), o número de fótons da

energia luminosa é suficiente para

criar uma fonte de luz bastante

visível. O símbolo gráfico para o

LED está apresentado na figura 2(c).

Por ser um dispositivo de junção p-

n, o LED apresenta uma curva

característica para polarização direta

(Fig. 1) semelhante às curvas de

resposta do diodo. Em geral os

LEDs operam com valores de tensão

de 1,7 a 3,3V, que os tornam

completamente compatíveis com

circuitos de dispositivos em estado

sólido.

3. Experimento

3.1. Materiais utilizados

Fonte de tensão de 15 V;

Page 3: Relatório 1

Fonte de tensão de -15 V;

2 Resistores 220Ω ;

1 Diodo Retificador 1N4148;

1 Diodo Zener 1N4732;

1 Diodo Zener 2v7;

1 LED;

1 Resistor de 1KΩ;

1 Potenciômetro de 10KΩ;

Voltímetro;

Amperímetro;

Gerador de Sinais; e

Osciloscópio.

3.2. Procedimentos

Com a finalidade de verificar as

características de tensão e corrente

dos diodos Retificador, Zener e o

LED, foi montado o circuito da

figura 3.

Figura 3: Circuito proposto com a finalidade

de levantar as características i-v utilizando

um amperímetro e um voltímetro.

Este circuito é constituído de duas

fontes de alimentação de 15V e -15

V. Para controlar a corrente que irá

percorrer os diodos foram utilizadas

duas resistências de 220Ω

conectadas em série com as fontes.

Pois, Sabe-se que a partir do

momento em que o diodo começa a

conduzir a sua resistência diminui,

de forma que a corrente aumenta

para valores que se não forem

controlados poderão comprometer a

estrutura do dispositivo.

O circuito apresenta ainda um

potenciômetro de 10kΩ cuja

variação no terminal central de

derivação permitiu controlar a

tensão nos terminais dos diodos.

Antes de tudo, foi feito o

levantamento teórico para o mesmo

circuito. Isto é, a partir de cálculos

manuais foi estimada a tensão

mínima e máxima apontada na

derivação central do potenciômetro

na ausência de carga. A analise no

circuito real foi feita medindo os

valores das mesmas variáveis na

ausência de carga utilizando o

amperímetro e o voltímetro,

conforme esquematizado na figura

3.

Na etapa seguinte foi inserida a

carga, ou seja, foi conectado o

anodo do diodo na derivação do

potenciômetro e o catodo foi

aterrado. Com isso, conectou-se o

voltímetro paralelamente ao diodo e

o amperímetro foi instalado entre a

derivação do potenciômetro e o

anodo do diodo. A partir disso,

foram coletados os valores de

corrente e tensão dos diodos a

medida que se excursionava a

derivação do potenciômetro, em

intervalos regulares, do valor

mínimo até o valor máximo de

tensão. Esses dados foram utilizados

para traçar a curva característica de

cada diodo fazendo uso de um

programa de planilhas eletrônicas.

3.3. Resultados e discussões

Para facilitar a estimação da tensão

mínima e máxima na derivação do

potenciômetro na ausência de carga

Page 4: Relatório 1

construiu-se o circuito equivalente

de Thévenin.

Figura 4: Representação do circuito para

cálculo do equivalente de Thévenin.

Para isso, foi aplicado o princípio da

superposição acompanhado do

método do divisor de tensão. Por

meio disso, obteve-se as equações II

e III que correspondem ao resultado

da aplicação do método do divisor

de tensão na ausência da fonte VEE e

VCC respectivamente:

Figura 5: Circuito para o cálculo da

contribuição da fonte de +15V para a tensão

de Thévenin.

[Eq. II]

( )

( )

Figura 6: Circuito para o cálculo da

contribuição da fonte de -15V para a tensão

de Thévenin.

[Eq. III]

( )

( )

Onde:

RP: Resistência máxima do

potenciômetro; e

x: O valor da resistência

apontada pelo potenciômetro

de 10kΩ.

Conforme o método da superposição

foi somado às duas equações e em

seguida as variáveis foram

substituídas por seus valores reais.

Conseguiu-se, dessa forma,

encontrar a equação IV da tensão

equivalente de Thévenin:

( )

( ) ( )

Page 5: Relatório 1

[Eq. IV]

O calculo da resistência de

Thévenin resultou na equação V:

Figura 7: Circuito com aas fontes em curto

para cáculo da resistência de Thévenin.

[Eq. V]

( ) ( )

( )

( )( )

Dessa forma, para se obter a tensão

máxima e mínima na ausência de

carga considerou-se a derivação do

potenciômetro na posição de

indicação de tensão máxima, isto é,

x = 0Ω e mínima x = 10kΩ, logo:

A observação experimental

comprovou esses resultados, pois os

valores obtidos a partir do

voltímetro para o circuito livre de

carga foram (14,09V e -14,32V).

Tabela 1: Comparação das tensões máximas e

mínimas que o circuito oferece à carga na

teoria e na prática.

Teórico Experimental

Mínimo -14,37 V -14,09 V

Máximo +14,37 V +14,32 V

Sendo observado na prática que as

tensões medidas em laboratório

diferem apenas em pequenas

unidades de volts, pois em sistemas

reais não é possível garantir a

precisão exata de sistemas ideais.

Pode-se observar que as resistências

fixas de 220Ω tem um papel

fundamental para observação do

limiar de condução do diodo, pois

elas delimitam a faixa de tensão

máxima e mínima além de limitar a

corrente de condução direta e a

tensão reversa do diodo em corte.

Na etapa posterior, conectaram-se

os diodos um a um, entre a

derivação central do potenciômetro

e o terra, de forma a obter as curvas

que descrevem o comportamento de

cada dispositivo. Para tanto se fez

variar a derivação do potenciômetro

a intervalos regulares.

O primeiro dispositivo analisado foi

o diodo retificador cujos valores i-v

estão representados na Tabela 2. De

acordo com os dados da tabela a

condução do diodo só se tornou

significativa a partir do ponto em

que a tensão era de 0,65V, isto é,

quando a corrente apresentou 1mA.

O valor adotado para marcar o

inicio da condução no diodo foi de

1mA.

Tabela 2: Valores de tensão de corrente no

diodo retificador.

Tensão (V) Corrente (mA)

-14,28 0

Page 6: Relatório 1

-14 0

-13 0

-12 0

-11 0

-10 0

-9 0

-8 0

-7 0

-6 0

-5 0

-4 0

-3 0

-2 0

-1 0

0 0

0,15 0

0,2 0

0,3 0

0,4 0

0,44 0

0,5 0

0,55 0

0,6 0

0,65 1

0,67 2

0,69 4

0,72 7

0,75 12

0,77 19

0,8 30

0,82 41

0,85 63

O Gráfico correspondente aos

pontos coletados esta representado

na figura 8. A forma de crescimento

da curva comprova o

comportamento esperado para o

diodo retificador.

Figura 8: Curva i-v do diodo retificador

obtida a partir dos dados experimentais.

Nota-se que a partir do limiar de

condução direta não é possível

controlar a tensão nos terminais do

diodo, visto que neste momento a

variação de corrente se aproxima da

variação de uma reta de coeficiente

angular infinito, ou seja, uma reta

vertical. Sendo necessário para

alterar o mínimo de tensão, um

número muito alto de corrente.

Crescimento exponencial da

corrente:

(

⁄ )

Ainda podemos ver que o nível de

tensão máximo sem carga não foi

alcançado quando conectamos a

carga (diodo). Isso decorre pelo fato

de que o diodo possui uma

resistência dinâmica (não linear) que

na região de condução direta é

muito pequena, dissipando assim

tensão numa proporção muito menor

do que a resistência equivalente do

circuito como mostra a figura 9. Os

dados também confirmam que para

uma condução plena em diodos

retificadores em geral a queda de

tensão sobre o diodo deve estar na

faixa de 0,65V a 0,85V que

podemos considerar em torno de

0,7V.

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

-15 -10 -5 0

I D (

mA

)

VD (V)

Diodo 1N4148

Page 7: Relatório 1

Figura 9: Circuito equivalente com a

representação da resistência dinâmica do

diodo.

O elemento observado na etapa seguinte

foi o diodo Zener. Os pontos da corrente

em função da tensão estão

representados na tabela 3 e a figura 10

trás o seu correspondente gráfico.

Analogamente ao diodo retificador

existe um ponto em que uma tensão de

polarização direta aplicada aos

terminais do diodo Zener gera uma

corrente, aproximadamente 0,75V

(limiar de condução). Por outro lado

também existe uma tensão reversa que

acarreta uma queda abrupta na corrente

que percorre este diodo (só que no

diodo Zener esta tensão é bem mais

baixa em módulo do que no retificador).

Essa corrente, também pode ser

modelada por uma exponencial

decrescente, e como tal, decresce muito

rápido com a variação negativa de

tensão, e também como o retificador

para cada mínimo decréscimo na tensão,

a corrente teria que variar em um

número muito grande. Para esse diodo a

tensão que verifica o momento da

condução, a qual está localizada na

região de ruptura é -3,39V (tensão de

ruptura, VZ) conforme a tabela 3.

Tabela 3: Dados experimentais da característica i-

v do diodo Zener

Tensão (V) Corrente (mA)

-4,64 -46

-4,59 -36,6

-4,55 -30,4

-4,5 -24

-4,45 -19,4

-4,4 -16,4

-4,35 -13,2

-4,3 -11,6

-4,24 -9,61

-4,19 -8,09

-4,12 -6,7

-4,08 -5,96

-4,01 -4,98

-3,95 -4,28

-3,89 -3,67

-3,85 -3,28

-3,8 -2,97

-3,75 -2,58

-3,7 -2,32

-3,65 -2

-3,59 -1,74

-3,54 -1,54

-3,49 -1,37

-3,45 -1,23

-3,39 -1,07

-3,35 -0,96

-3,3 -0,86

-3,24 -0,74

-3,19 -0,65

-3,15 -0,58

-3,07 -0,47

-3,03 -0,42

-3 -0,39

-2,95 -0,34

-2,9 -0,29

-2,84 -0,24

-2,75 -0,19

-2,7 -0,16

-2,65 -0,13

-2,56 -0,1

-2,47 -0,08

-2,36 -0,05

-2,2 -0,03

-2,12 -0,02

-2,07 -0,02

-2,03 -0,01

-1,77 0

-1 0

0 0

0,62 0,01

Page 8: Relatório 1

0,65 0,05

0,67 0,09

0,68 0,1

0,7 0,23

0,72 0,46

0,75 1,37

0,77 3

0,79 8,3

0,82 19,78

0,85 47,4

0,86 63,8

Figura 10: Curva característica do diodo Zener.

Na terceira etapa do procedimento foi

montado o circuito com o LED como

carga e os dados (tabela 4) obtidos

também foram plotados em um gráfico

(fig. 11).

Tabela 4: Dados experimentais de tensão e correte

no diodo LED com o circuito proposto.

Tensão (V) Corrente (mA)

-14,3 0

-14 0

-13 0

-12 0

-11 0

-10 0

-9 0

-8 0

-7 0

-6 0

-5 0

-4 0

-3 0

-2 0

-1 0

0 0

1 0

1,5 0

1,6 0

1,7 0

1,8 0

1,87 1

1,9 2

1,92 2

1,95 3

1,97 4

2 5

2,02 7

2,05 8

2,07 11

2,1 17

2,12 21

2,15 41

2,17 56

De acordo com os dados da tabela 4 a

condução do LED só se tornou

significativa a partir do ponto em que a

tensão era de 1,87V, isto é, quando a

corrente apresentou 1mA.

Figura 11: Curva i-v característica do LED.

No limiar de condução direta há uma

coincidência com a emissão de luz no

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

-5,5 -3,5 -1,5 0,5

I D (

mA

)

VD (V)

Diodo Zener 1N4732

-10

0

10

20

30

40

50

60

-15 -10 -5 0

I D (

mA

)

VD (V)

LED vermelho

Page 9: Relatório 1

LED. Na verdade essa coincidência

pode ser explicada pelo fato de que há

uma recombinação dos portadores

injetados devido a junção polarizada

diretamente que resulta num processo

de eletroluminescência (a recombinação

resulta em geração de energia na forma

de fótons) no LED no local da

recombinação.

Figura 12: Principio de funcionamento do LED.

Foi observada uma similaridade com os

valores de limiar de condução direta

entre os diodos Zener e retificador, a

mesma, porém, não pode ser verificada

para o diodo LED. Já quanto à tensão de

ruptura, só pôde ser observada no diodo

Zener, pois as tensões de ruptura para o

retificador e LED, embora existam, não

puderam ser verificadas

experimentalmente porque são

altíssimas. Na tabela 5 está representado

um comparativo entre esses parâmetros

de cada dispositivo.

Tabela 5: Semelhanças e discrepâncias dos diodos.

Diodos

Condução

direta (V)

Tensão de

ruptura

(V)

Retificador 0,65 -

Zener 0,75 -3,39

LED 1,87 -

O dois mecanismos que causam ruptura

são o efeito Zener e o efeito avalanche.

No caso do diodo Zener utilizado o

efeito que causa ruptura na junção p-n

ocorre devido ao efeito Zener, já que VZ

< 5V (em módulo), caso fosse superior

a 7V, o princípio da ruptura seria por

efeito avalanche.

Quanto à caracterização dinâmica dos

dispositivos, foi proposta uma

montagem que se observasse a curva i-v

dos dispositivos utilizando um gerador

de funções e um osciloscópio como na

figura 13.

Figura 13: Montagem proposta para visualização

dinâmica das características dos dispositivos.

Mostrando a tensão no diodo e a tensão

no resistor, poderemos obter a curva

característica, já que a corrente que

passa pelo resistor é a mesma que passa

pelo diodo, só que a tensão no resistor

representará a corrente multiplicada por

um fator de escala que é sua própria

resistência (lei Ohm). As saídas do

osciloscópio de cada dispositivo estão

representadas nas figuras 14 a 16.

Figura 14: Curva característica do retificador.

Figura 15: Curva característica do Zener.

Page 10: Relatório 1

Figura 16: Curva característica do LED.

Não foi possível observar o valor da

corrente reversa de saturação IS na

região de polarização reversa devido em

parte ao nível de ruídos do sinal ficar

sobrepondo o eixo da tensão no diodo e

parte porque a corrente de saturação é

muito pequena, pois mesmo com o fator

de escala provocado pelo resistor de

1kΩ, não foi possível verificar seu

valor. Talvez se colocássemos um

resistor de maior resistência, a corrente

reversa de saturação pudesse ser

visualizada graficamente.

Porém com os dados obtidos com o

levantamento das curvas i-v

manualmente, é possível obter a

corrente reversa de saturação IS e o fator

de idealidade n de cada diodo tendo em

vista que:

(

⁄ )

Considerando no sentido direto

a equação se aproxima da relação

exponencial:

(

⁄ )

( ) ( (

⁄ ))

( ) ( ) (

⁄ )

( ) ( )

Como é possível observar, essa equação

pode ser linearizada, onde se obterá

uma equação como a seguir:

Com, ( ) e

Plotando graficamente para cada

dispositivo obteve-se:

Figura 17: Linearização da curva i-v do diodo

retificador obtida no programa de planilhas

eletrônicas Excel.

Pela figura 17,

( )

Considerando

Figura 18: Linearização da curva i-v do diodo

Zener obtida no programa de planilhas eletrônicas

Excel.

Pela figura 18,

( )

y = 20,084x - 12,695

0

1

2

3

4

5

0,6 0,7 0,8 0,9

ln(I

D)

(mA

)

VD (V)

Diodo 1N4148 - curva linearizada

y = 36,125x - 26,735

-6

-4

-2

0

2

4

6

0,55 0,65 0,75 0,85 0,95

ln(I

D)

(mA

)

VD (V)

Diodo Zener 1N4732 - curva linearizada

Page 11: Relatório 1

Considerando

Figura 19: Linearização da curva i-v do LED

obtida no programa de planilhas eletrônicas Excel.

Pela figura 19,

( )

Considerando

Tabela 6: Comparação dos fatores de idealidade e

correntes reversas de saturação.

Diodos Is (mA) n

Retificador 3,0664E-6 1,9920

Zener 2,4498E-12 1,1072

LED 9,3786E-11 3,2425

Os fatores de idealidade diferiram em

percentuais próximos de um diodo para

o outro. Mas e possível notar que os

fatores do diodo retificar e LED se

mostraram maiores do que o esperado,

uma vez que no retificador se esperava

um fator de idealidade mais próximo de

1 ao mesmo tempo que no LED se

esperava mais próximo de 2 (condição

para que a recombinação na região de

depleção seja menor e maior

respectivamente). Justamente o

multímetro utilizado como amperímetro

no retificador e no LED foi o mesmo,

enquanto que foi utilizado um outro

para medir a corrente no Zener. Isso traz

evidência de que o amperímetro

utilizado com o diodo Zener é mais

preciso do que o outro, e de fato, pode-

se verificar isso nas tabelas 2 a 4.

Quanto às correntes reversas de

saturação, foi observada uma diferença

significativa. Mas todas estão dentro da

faixa para diodos reais que apresentam

uma corrente reversa de saturação da

ordem de 1nA (entre 1pA e 1µA).

Podemos ainda obter a resistência

dinâmica rD de cada dispositivo, já que

a derivada de uma função em um ponto

é igual a inclinação da reta tangente

traçada nesse ponto:

( (

⁄ ))

Escolheremos o ponto em que a

corrente ID seja 1mA (critério adotado

para determinar o limiar de condução).

Logo,

, em Ω

Para o retificador tem-se:

Para o Zener tem-se:

Para o LED tem-se:

Já para calcular a resistência dinâmica

do diodo Zener na região de ruptura, foi

utilizada a seguinte relação:

y = 12,388x - 23,09

0

1

2

3

4

5

1,8 1,9 2 2,1 2,2

ln(I

D)

(mA

)

VD (V)

LED vermelho - curva linearizada

Page 12: Relatório 1

Onde, é a variação das tensões

adjacentes à e é a variação

correspondente. Então:

( )

( )

Foi analisada para cada diodo a relação

entre os dados experimentais e os dados

calculados a partir dos parâmetros

obtidos (IS e n) e os resultados foram

representados graficamente nas figuras

20 a 22.

Figura 20: Curvas i-v do diodo retificador na

região de polarização direta.

Figura 21: Curvas i-v do diodo Zener na região de

polarização direta.

Figura 22: Curvas i-v do LED na região de

polarização direta.

Nota-se que as curvas calculadas

praticamente coincidem com os dados

obtidos experimentalmente em

laboratório.

Para a montagem do circuito da figura

13, é possível calcular o ponto

quiescente de cada diodo no circuito,

fazendo a intersecção da reta de carga

com a curva do dispositivo obtida com

o circuito da figura 3. Sabe-se pela lei

de Kirchoff das tensões que:

-0,1

19,9

39,9

59,9

79,9

-0,1 0,4 0,9

I D(m

A)

VD (V)

Comparação de parâmetros no retificador

dados experimentais

dados calculados com os parâmetrosn e Is

0,1

10,1

20,1

30,1

40,1

50,1

60,1

70,1

-0,1 0,4 0,9

I D (

mA

)

VD (V)

Comparação de parâmetros no Zener

dados experimentais

dados calculados com os parâmetrosn e Is

-0,5

9,5

19,5

29,5

39,5

49,5

59,5

0 1 2 3

I D (

mA

)

VD (V)

Comparação de parâmetros no LED

dados experimentais

dados calculados com os parâmetrosn e Is

Page 13: Relatório 1

Assim a reta de carga é a mesma para

todos os dispositivos. Sobrepondo as

duas curvas tem-se o ponto quiescente

representado nas figuras 23 a 25.

Figura 23: Ponto de operação do diodo retificador.

Figura 24: Ponto de operação do diodo Zener.

Figura 25: Ponto de operação do LED.

4. Conclusões

A observação experimental comprovou

algumas regularidades no

comportamento do diodo Retificador,

Zener e para o LED. As curvas obtidas

para cada elemento constatou a validade

de algumas constantes muito utilizadas

tais como o fator de idealidade (n),

corrente de saturação (Is) além da

resistência dinâmica. Foi possível,

também, estimar alguns valores como o

ponto quiescente que é um ponto

imprescindível para marcar a divisão

dos estados de atividade e inatividade

de um diodo. Mesmo tendo encontrado

algumas discrepâncias nesses resultados

o comportamento das curvas obtidas,

seja a partir do multímetro ou

osciloscópio, traçam a forma esperada

para esses dispositivos. As quais são

modeladas por meio da equação de

Shockley na região superior ao limiar de

condução.

0

20

40

60

0 2 4

I D(m

A)

VD (V)

Ponto quiescente do retificador

curva do diodo reta de carga

0

10

20

30

40

50

60

70

0 2 4

I D(m

A)

VD(V)

Ponto quiescente do Zener

curva do diodo reta de carga

0

10

20

30

40

50

60

0 2 4

I D(m

A)

VD(V)

Ponto quiescente do LED

curva do diodo reta de carga