Lista de Exercícios de Dispositivos Eletrônicos
ENG 20301 – Retificadores – 2008/2
1
Retificadores (ENG - 20301)
Lista de Exercícios (Selecionados) de Dispositivos Eletrônicos
06) Determine a queda de tensão direta através do diodo cujas características aparecem na figura
abaixo, a temperaturas de -75 oC, 25
oC, 100
oC e 200
oC e com uma corrente de 10 mA. Para
cada temperatura, determine o valor da corrente de saturação. Compare os extremos de cada uma
e comente a razão entre as duas.
1
DV 2
DV 3
DV 4
DV
75 1,6V
25 1,25V
100 1V
200 0,6V
o
D
o
D
o
D
o
D
V C
V C
V C
V C
07) Com base na figura abaixo, qual seria o valor apropriado de VT para esse dispositivo?
Compare com o valor obtido de VT para o silício e o germânio.
TV
_
_
2,25V
0,7 V
0,3V
T
D Si
D Ge
V
V
V
09) a) Utilizando a curva característica da figura abaixo, determine ID, VD e VR para o circuito da
figura.
b) Repita o item anterior utilizando o modelo aproximado do diodo e compare os resultados.
c) Repita o item a) utilizando o modelo ideal do diodo e compare os resultados.
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ON
a)
21mA
0,9V
8 0,9
7,1V
D
D
R D
R
I
V
V E V
V
DQI
DQV
b)
0,7 V
8 0,7
7,3V
7,322,13mA
0,33
D
R D
R
RD
V
V E V
V
VI
R k
c)
0V
8 0
8V
824,2mA
0,33
D
R D
R
RD
V
V E V
V
VI
R k
11) Determine a corrente I para cada uma das configurações das figuras abaixo utilizando o
modelo equivalente aproximado do diodo.
OFF
ONON
OFF
0AI 20 0,7
19,3V
19,30,965A
20
R
R
R
V
V
VI
R
10V
101A
10
R
R
V
VI
R
12) Determine VD e ID para os circuitos das figuras a seguir.
ON
ON
0,7 V
5 0,7
4,3V
4,3
2,24
1,95mA
D
o
o
oD
D
V
V
V
VI
R
I
0,7 V
8 8 0,7
1,2 4,7
1,24mA
8 1,2
8 1,48
6,5V
D
DD
T
D
o
o
o
V
VI
R k k
I
V k I
V
V
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16) Determine Vo e ID para os circuitos das figuras.
ON
ON
OFF
ON
20 0,7
19,3V
1 19,3 1
2 4,7 2
2,05mA
o
o
oD
D
V
V
VI
R k
I
15 5
20 0,7
19,3V
19,3
2, 2
8,77 mA
15 0,7
14,3V
R D
R
R
RD
D
o
o
V V
V
V
VI
R k
I
V
V
17) Determine Vo e I para os circuitos abaixo.
ON ON ONOFF
0,3V
10 0,7
9,7 V
9,7
1
9,7 mA
D
o
o
o
V
V
V
VI
R k
I
0,7 V
10 0,7 0,7
14,6V
12
14,6 12
4,7
0,55mA
D
o
o
oR
R
V
V
V
VVI
R R
VI
R k
I
18) Determine Vo1, Vo2 e I para o circuito da figura abaixo.
ON ON
1I 2I
1
2
11
1
0,7 V
0,3V
20 20 0,7
1 1
19,3mA
o
o
o
V
V
VI
k k
I
1 22
1
1 2
0,7 0,3
0,47 1
0,85mA
19,3 0,85
18,45mA
o oV VI
k k
I
I I I
I m m
I
20) Determine Vo para a porta OR de lógica negativa da figura abaixo.
ON
OFF
5 0,7 4,3
1 1
4,3mA
4,3 1
4,3V
o
o
Ik k
I
V I R m k
V
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21) Determine Vo para a porta AND de lógica negativa da figura abaixo.
ON
OFF
0,7VoV
22) Determine Vo para a porta da figura abaixo.
OFF
OFF
10VoV
23) Determine Vo para a configuração da figura a seguir.
OFF
ON
4,7VoV
24) Para o circuito da figura abaixo, esboce a forma de onda de vo e determine Vdc.
_ 2 110
49,52V
i pk
DC
DC
VV
V
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0.0
-100.00
-200.00
100.00
200.00
Vi
0.0 10.00 20.00 30.00 40.00
Time (ms)
0.0
-50.00
50.00
100.00
150.00
200.00
Vo
25) Para o circuito da figura a seguir, esboce as formas de onda de vo e ir.
0.0
-5.00
-10.00
-15.00
5.00
10.00
15.00
Vi
0.0
-2.00
-4.00
-6.00
-8.00
-10.00
-12.00
2.00
Vo
0.0 10.00 20.00 30.00 40.00
Time (ms)
0.0m
-2.00m
2.00m
4.00m
6.00m
8.00m
10.00m
I(R1)
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26) Esboce a forma de onda de vo para o circuito abaixo e determine a tensão cc disponível.
_
_
_
2 1002
63,66V
o pk
o DC
o DC
VV
V
0.0
-50.00
-100.00
-150.00
50.00
100.00
150.00
Vi
0.0 10.00 20.00 30.00 40.00
Time (ms)
0.0
-20.00
-40.00
-60.00
-80.00
-100.00
-120.00
20.00
Vo
28) Determine a tensão vo dos circuitos da figura a seguir conforme o sinal de entrada aplicado.
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0.0
-5.00
-10.00
-15.00
5.00
10.00
15.00
Vi
0.0 10.00 20.00 30.00 40.00
Time (ms)
0.0
-1.00
1.00
2.00
3.00
4.00
Vo
3,28V
0.0
-5.00
-10.00
-15.00
5.00
10.00
Vi
0.0 10.00 20.00 30.00 40.00
Time (ms)
0.0
-5.00
5.00
10.00
15.00
20.00
Vo
14,3V
30) a) Determine VL, IL, IZ e IR para o circuito abaixo considerando RL = 180 Ω.
b) Repita o item a) se RL = 470 Ω.
c) Determine o valor de RL que estabelece as condições de máxima potência para o diodo zener.
d) Determine o valor mínimo de RL para garantir que o diodo zener está no estado ligado.
a)
maxmax
max
400
10
40mA
ZZ
Z
Z
P mI
V
I
10
180
55,55mA
LL
L
L
VI
R
I
20 20 10
220
45,45mA
ZR
s
R
VI
R
I
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Então:
45,45 55,55
10mA!!!
Z R L
Z
I I I m m
I
Não funciona.
b)
10
470
21,27 mA
LL
L
L
VI
R
I
45,45 21,27
24,17 mA
Z R L
Z
I I I m m
I
c)
max 40mA
55,55mA
40 55,55
95,55mA
Z
L
RS Z L
RS
I
I
I I I m m
I
20
95,55
20 10104,66
95,55
RS ZS
RS
S
V VR
I m
Rm
d)
max
min max
40mA
0,1 4mA
55,55mA
4 55,55
59,55mA
Z
Z Z
L
RS Z L
RS
I
I I
I
I I I m m
I
20
59,55
20 10167,9
59,55
RS ZS
RS
S
V VR
I m
Rm
31) a) Projete o circuito da figura abaixo para manter VL em 12 V para uma variação na carga (IL)
de 0 a 200 mA. Ou seja, determine Rs e VZ.
b) Determine PZmax do diodo zener do item a).
b)
max max
max
max max
12 200
2,4 W 3W
Z Z L
Z
Z Z
P V I
P m
P P
a)
maxmax
max
min max
3
12
250mA
0,1 25mA
ZZ
Z
Z
Z Z
PI
V
I
I I
max min
min max
'
' 250 0 250mA
''
'' 25 200 225mA
16 12
' 250
16
RS Z L
RS
RS Z L
RS
RSS
RS
S
I I I
I m
I I I
I m
VR
I m
R
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32) Para o circuito da figura a seguir, determine a faixa de Vi que manterá VL em 8 V e não
excederá a potência máxima nominal do diodo zener.
maxmax
max
min max
8
0,22
36,26mA
400
8
50mA
0,1 5mA
LL
L
L
ZZ
Z
Z
Z Z
VI
R k
I
P mI
V
I
I I
max
min
max
max
min
min
'
' 50 36,36 86,66mA
''
'' 5 36,36 41,36mA
'
8 91 86,66 15,86V
''
8 91 41,36 11,76V
RS Z L
RS
RS Z L
RS
i Z S RS
i
i Z S RS
i
I I I
I m
I I I
I m
V V R I
V m
V V R I
V m
35) Um filtro fornece uma saída de 28 V, sem carga, e 25 V para uma operação com carga
máxima. Calcule a regulação da tensão em termos percentuais.
_ _
_
28 25100% 100% 12%
25
sem carga com carga
com carga
V VReg
V
36) Um filtro a capacitor de 400 μF tem como entrada uma tensão retificada de onda completa,
com 18 V de pico. Qual a ondulação e os valores das tensões cc no capacitor para uma carga que
drena 100 mA?
rms
2,4 2,4 1000,6V
400
ccr
IV
C
4,17 4,17 10018 17V
400
cccc pk
IV V
C
40) Um capacitor de 500 μF fornece uma corrente de carga de 200 mA com ondulação de
8%.Calcule a amplitude da tensão retificada obtida da rede de 60 Hz e os valores da tensão cc no
capacitor.
2,4 100 2,4 200 10012V
500 8
cccc
IV
C Reg
4,17 4,17 20012 13,7V
500
ccpk cc
IV V
C
41) Calcule a tensão de saída e a corrente no diodo zener no circuito regulador da figura abaixo.
BEV
8,3 0,7 7,6V
7,63,8mA
2
3,80,038mA
100
15 8,3
1,8
3,72mA
3,7 0,038
3,68mA
o Z BE
oo
L
oB
i ZR
R
Z R B
Z
V V V
VI
R k
I mI
V VI
R k
I
I I I m m
I
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42) Calcule a tensão de saída do circuito da figura abaixo.
x
8,210V
12 8,2
10V
10 12 8,224,63V
8,2
ox
Z x
o
V kV
k k
V V
k kV
k
44) Calcule a tensão de entrada mínima do retificador de onda completa e do capacitor na figura
a seguir, quando conectado a uma carga que drena 250 mA de corrente.
_
_ min _ _
_ min
_ min
1,20,85V
2 2
2
26,195 2 0,85
24,5
rr pk
c c pk r pk
c
c V
VV
V V V
V
V
_
_
rms
2 20 28,28V
4,17
4,17 25028,28
500
26,195V
2,4
2,4 250
500
1,2V
c pk
cccc c pk
cc
cc
ccr
r
r
V
IV V
C
V
V
IV
C
V
V
45) Determine o valor máximo permitido para a corrente de carga na qual a regulação é mantida
pelo circuito da figura abaixo.
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max_ci
_ min
_ min
_
1A
3
8V
12V
in
in
in pk
I
V Vo
V
V
2 2
2 2
2 2
_ _ min
_ _ min
120 12 8 200
0,96 W
0,96192 mA
5
in
in pk in
in in pk in
in
in
ino
o
PC
f V V
P f V V C
P
P
PI
V
46) Determine o valor da tensão regulada na saída do circuito a seguir.
22
1
1
1,51,23 1 100 1,5
220
9,92V
o ref adj
o
o
RV V I R
R
kV k
V
47) Para a configuração em série do diodo da figura a abaixo, empregando a curva característica
do diodo da figura, determine:
a) VDQ e IDQ;
b) VR.
DI mA
DV V
1
3
5
7
9
1,0 2,0 3,0
2V
500
Si
RV
DV DI
DQI
DQV
1V
2 mA
2 2 1 1V
DQ
DQ
R DQ
V
I
V V
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49) Repita os dois problemas anteriores considerando o modelo do diodo por queda de tensão
constante.
0,7 V
2 2 0,7 1,3V
DQ
R DQ
V
V V
1,32,6mA
500
1,36,5mA
200
RDQ
RDQ
VI
R
VI
R
50) Considerando os circuitos abaixo, verifique se os diodos estão em condução ou bloqueados.
fV
1R2R
1D
Circuito (a).
Estado: ___Ligado____________________
Região de operação: __Direta____________
fV
1R1D
Circuito (b).
Estado: _____Bloqueado________________
Região de operação: ___Reversa__________
fV
1R2D1D
Circuito (c).
Estado: __D1 OFF e D2 ON____________
Região de operação: D1 Reversa e D2 Direta
2V
1D1R
1V
10V 5V
Circuito (d).
Estado: ______Ligado_________________
Região de operação: __Direta___________
fV
1R
1D
Circuito (e).
Estado: ______Bloqueado______________
Região de operação: ______Reversa______
fV
1R2D1D
Circuito (f).
Estado: ___D1 ON e D2 OFF____________
Região de operação: D1 Direta e D2 Reversa
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1V
1R
1D
2V
Circuito (g).
Estado: _____Ligado___________________
Região de operação: ___Direta___________
1V
1R
1D
2V
2D
10V
5V
Circuito (h).
Estado: _D1 Ligado e D2 Ligado_________
Região de operação: D1 Direta e D2 Direta