AULA 2 DIODO - ELETRÔNICA ANALÓGICA(aula)

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ELETRÔNICA ANALÓGICA
CCE1500/3001/3002
Aula - 2
ELETRÔNICA ANALÓGICA
A Eletrônica Analógica é o ramo da eletrônica que estuda o desempenho de componentes eletrônicos e circuitos analógicos
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ELETRÔNICA ANALÓGICA
Cada componente eletrônico apresenta sua curva característica, sendo por meio dela que verificamos se o componente está funcionando adequadamente.
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Diodos - Aspectos básicos construtivos (Materiais semicondutores) 
Os dispositivos eletrônicos são constituídos em sua maioria por material semicondutor, normalmente de Silício (Si) ou Germânio (Ge) puros, que não conduzem corrente elétrica em seu estado intrínseco. 
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Dopagem
Para tornar uma pastilha de Si útil para o desenvolvimento de componentes eletrônicos, o primeiro passo foi realizar um processo de dopagem de outros elementos químicos no substrato de semicondutor que constitui a pastilha em si. Neste sentido, realizou-se dois tipos de dopagem; gerando duas naturezas de materiais: 
Materiais do tipo P. 
Materiais do tipo N. 
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Junção PN
Um material é dito ser do tipo P se for um substrato de Si ou Ge que foi dopado artificialmente com Boro, Gálio ou Índio, que são elementos trivalentes e, portanto, receptores de elétrons. 
Desta forma, em um material do tipo P os portadores majoritários passam a ser as lacunas, em número muito maior quando comparado ao dos elétrons livres. 
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Junção PN
Um material é dito ser do tipo N se for um substrato de Si ou Ge que foi dopado com nitrogênio ou fósforo, que são elementos pentavalentes e, portanto, doadores de elétrons. 
Desta forma, os portadores majoritários em um material do tipo N serão os elétrons livres. 
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Junção PN
Um diodo é um elemento que representa um bipolo capaz de conduzir corrente em apenas um sentido. 
Para a sua construção juntou-se um substrato do tipo P e outro do tipo N. 
A partir do momento em que se junta estes dois substratos, surge uma corrente de difusão em virtude da diferença de concentração de portadores majoritários entre estes dois materiais. 
Estes trânsito de portadores causa a formação de uma camada de cargas onde há o contato dos dois materiais, denominada zona de depleção que origina um campo elétrico contrário à corrente de difusão. 
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Junção PN
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Polarização de um diodo e sua representação (Estruturas e principio de funcionamento dos diodos)
A representação de um diodo em um diagrama elétrico está ilustrada na abaixo.
Há duas formas 
de se polarizar um 
diodo: 
• Polarização direta
• Polarização reversa 
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Modelos para o diodo
Para auxiliar a análise de circuitos com diodo, é comum fazer aproximações do seu funcionamento prático, a partir do uso de modelos elétricos.
No caso do diodo, existem 3 modelos que podem ser utilizados para esse fim:
-Modelo Ideal
-Modelo Prático
-Modelo Real
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Modelos para o diodo
Os dois primeiros modelos são os mais utilizados, de acordo com o circuito onde o diodo se encontra.
O terceiro modelo (real) raramente é usado, pois dificulta a análise e acrescenta muito pouco conhecimento ao processo.
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Modelos para o diodo - IDEAL
Nesse modelo, o diodo é considerado sem perdas, ou seja:
Conduz com tensão de barreira (Vb) igual a 0V e quando não conduz, sua corrente é 0A.
Este modelo também é conhecido por “diodo como chave”, e é estudado da seguinte forma:
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Modelos para o diodo - IDEAL
Na polarização direta / Na polarização reversa
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Modelos para o diodo - IDEAL
Gráfico do diodo Ideal
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Modelos para o diodo - IDEAL
Um diodo encontra-se em polarização direta quando o potencial do anodo é maior (mais positivo) que o potencial do catodo, ao contrário, tem-se a polarização reversa.
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Modelos para o diodo - IDEAL
Exemplo: Encontre os valores de Vr, Vd e I
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Modelo prático ou diodo como chave + bateria
Esse modelo considera a tensão perdida na barreira do diodo simulando essa perda com uma bateria. Essa bateria terá seu terminal positivo voltado para o anodo do diodo.
O valor de tensão dessa bateria estará de acordo com as tensões de barreira dos diodos práticos, a saber:
Ge, Vb=0,3 V
Si, Vb=0,7 V
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Modelo prático ou diodo como chave + bateria
O valor para o diodo de silício (Vb=0,7 V) será considerado padrão para nossas aplicações.
Por ser muito semelhante ao que ocorre na prática, o modelo prático será, também, considerado como o modelo padrão em nossas análises.
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Modelo prático ou diodo como chave + bateria
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Modelo prático ou diodo como chave + bateria
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Modelo prático ou diodo como chave + bateria
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Modelo prático ou diodo como chave + bateria
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Modelo prático ou diodo como chave + bateria – EXERCÍCIOS:
CÁLCULE Vd, Vr e I:
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Modelo Real: Chave + Bateria + Resistência de corpo (Rb)
Além da chave e da bateria do modelo prático, o modelo real considera a resistência. O valor dessa resistência, entretanto, é muito baixo. Sendo assim, seu valor pode ser desprezado, fazendo com que o modelo real recaia no modelo prático.
Por esse motivo, esse modelo será apenas apresentado, porém não utilizado em nossas aulas. 
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Modelo Real: Chave + Bateria + Resistência de corpo (Rb)
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EXERCÍCIOS
CCE1500/3001/3002
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EXERCÍCIOS
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1)Dado o circuito abaixo, encontre as corrente I, e as tensões nos elementos D1, D2, D3 e R1.
I
EXERCÍCIOS
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2)Dado o circuito abaixo, encontre as corrente I1, I2 e I3, e as tensões nos elementos D1, D2, D3, R1 e R2.
I1
I3
I2
EXERCÍCIOS
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3)Dado o circuito abaixo, encontre as corrente indicadas I1, I2 e I3, e as tensões nos elementos D1 e D2, e dos resistores R1, R2 e R3.
I1
I3
I2
FIM
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