Experimento com Diodos em Laboratório de Engenharia Elétrica

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USJT – FTCE – Laboratório Integrado I 
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FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS EXATAS 
 
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
LABORATÓRIO INTEGRADO I 
 
 
Título da Experiência: 
Diodos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Profs. Gediael Felipe/ Angelo Battistini 
 
 
 
 
USJT – FTCE – Laboratório Integrado I 
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OBJETIVOS: 
 
- Determinar a curva característica do diodo 
- Medir o ponto de trabalho de um diodo; 
- Analisar os tipos de retificadores; 
- Verificar as formas de onda; 
- Analisar o desempenho do retificador com filtro capacitivo. 
 
INTRODUÇÃO TEÓRICA: 
 
Um Diodo Semicondutor de Silício é uma junção PN que constitui num 
elemento não linear que pode ser modelado pela equação (1) denominada 
Equação Característica do Diodo. 
 
 
( ) TDTD /nVvDS/nVVDSD eI1eII ≅−= 
 
onde: 
 
mV
q
kT
VT 26≅= (em temperatura ambiente) 
KJ/ 10*1,381 Boltzmannde constante -23 °==k 
C 10*1,6 -19=q 
 Kemra temperatu-- >T 
n é uma constante entre 1 e 2. 
 
POLARIZAÇÕES NO DIODO SEMICONDUTOR 
 
SEM POLARIZAÇÃO: 
Nesta situação tensão e corrente no diodo são iguais a zero. 
 
DIRETA: 
 Na situação de polarização direta temos um fluxo de portadores majoritários 
em torno da junção do diodo. 
REVERSA: 
 
Ao invertermos a polarização no diodo com relação à situação direta, 
teremos um fluxo de corrente devido aos portadores minoritários e desta forma 
estabelece-se a corrente reversa de saturação. 
 
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Com isto, podemos ver a curva característica de um diodo na figura 1. 
 
 
 
Figura 1: Curva Característica do diodo 
 
 
 
 Existem diversas aplicações para o diodo. A principal delas é o retificador. 
O retificador de tensão é um circuito com a finalidade de converter um sinal 
alternado com nível médio nulo em um sinal com componente contínua ou DC. 
 
 Podemos classificar os retificadores em meia onda, onda completa (ponte) 
e com tape central, com alimentação monofásicos, trifásicos, hexafásicos, etc. Nas 
aulas teóricas já foram discutidos os detalhes dos retificadores com e sem o filtro 
capacitivo, assim, passaremos a executar a parte experimental. 
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MATERIAL UTILIZADO: 
 
- Resistores: 33Ω (3), 100 Ω, 1kΩ, 10kΩ, 100kΩ e 470Ω 
- Capacitor : 1µF 
- Diodos: 1N4001 (2) 
- Placa Universal dupla 
- Fonte de Alimentação 0-30V 
- Multímetro Digital 
- Jumpers 
- Cabos de Ligação: 2 P(40cm), 2V(40cm) 
- Osciloscópio com cabos 
- Gerador de sinais 
 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: 
 
1. Este item tem por finalidade a determinação detalhada da curva do diodo. 
Montar para tal finalidade o circuito ilustrado na fig. 2. 
(Utilizar dois multímetros digitais para realizar as medidas indicadas por A e V). 
 
 i
D
D
1N4004
R
1
obs.:
=
n
p
A
v
D V
+
+
1
Fonte DC
Variável
 
 
figura 2. Circuito para determinação detalhada ca curva do diodo. 
 
 
Preencher a Tabela 1 trocando-se o resistor R1 como indicado, de modo a 
permitir o acesso a cada faixa de corrente. 
 
Uma vez preenchida da tabela, transferir os dados para o MATLAB e 
elaborar um gráfico iD (linear) x vD (linear) e outro iD (log) x vD (linear). O 
segundo gráfico deve resultar em uma reta, ou aproximar-se de uma. 
 
Determinar então o valor de n. 
 n = . 
 
 
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 ID (mA) VD (V) ID (mA) VD (V) 
100 µΑ 6 mA 
200 µΑ 7 mA 
300 µΑ 8 mA 
400 µΑ 9 mA 
500 µΑ 
 
 
R1 = 1 K 
10 mA 
600 µΑ 20 mA 
700 µΑ 30 mA 
800 µΑ 40 mA 
900 µΑ 50 mA 
 
 
 
 
R1 = 10 K 
1 mA 60 mA 
2 mA 70 mA 
3 mA 80 mA 
4 mA 90 mA 
 
R1 = 1 K 
5 mA 
 
 
 
 
 
R1 = 100 Ω 
100 mA 
Tabela 1 
 
2. Utilizando os dados da tabela, construa (em Excel ou no MATLAB) a curva 
ID x VD. Observe a curva. Em seguida, passe o eixo vertical para escala 
logarítmica. O que ocorre com a curva? Explique. 
 
3. Para a verificação do ponto quiescente ou de trabalho de um diodo, 
montar o circuito da figura 3, medindo os valores de tensão e corrente no diodo 
(utilizar multímetro). Anotar na tabela 2. 
 
 
Ponto de Trabalho 
VD(V) ID(mA) 
 
 Tabela 2 
 
 
 Figura 3: Circuito para a medida do ponto quiescente 
 
 
 
 
 
 
1N4001 
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4. Montar o circuito da figura 4, e seguindo a tabela 3 meça e anote os valores 
da tensão eficaz no secundário do transformador, a tensão de pico inversa 
no diodo, a tensão média de saída, corrente média no diodo, bem como as 
formas de onda do secundário e carga. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 4: Retificador de meia onda 
 
 
 
GRANDEZA VALOR 
tensão eficaz secundário (V) 
tensão de pico inversa no diodo (V) 
tensão média de saída (V) 
corrente média no diodo (mA) 
 
 Tabela 3 
 
 
5. Repita o item 1 para a figura 5 e anote os valores na tabela 4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5: Retificador onda completa com Tape central 
 
GRANDEZA VALOR 
tensão eficaz secundário (V) 
tensão de pico inversa no diodo (V) 
tensão média de saída (V) 
corrente média no diodo (A) 
 
 Tabela 4 
 
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6. Montar o circuito da figura 6 e repita as medidas agora para a tabela 5. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 6: Retificador Onda completa em ponte de diodos 
 
GRANDEZA VALOR 
tensão eficaz secundário (V) 
tensão de pico inversa no diodo (V) 
tensão média de saída (V) 
corrente média no diodo (A) 
 
 Tabela 5 
 
 
 Ainda com a montagem da figura 6, acrescente um capacitor conforme mostra a 
figura 7 e preencha a tabela 6. Repita as medidas para um capacitor de 470µF. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 7: Retificador Onda completa com filtro capacitivo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Tabela 6 
 
 
GRANDEZA C = 22µµµµF C = 470µµµµF 
Tensão Eficaz no secundário (V) (V) 
Tensão média de saída (V) (V) 
Tensão máxima inversa no diodo D8 (V) (V) 
Tensão de ondulação saída (V) (V) 
Corrente de pico no diodo D8 (Max) (mA) (mA) 
Corrente Média na Carga (mA) (mA) 
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7. Compare os diferentes retificadores, faça cálculos teóricos e dê possíveis 
divergências com valores medidos. Faça conclusões. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bibliografia 
 
1. Sedra, Adel S., Smith, K. C.; Microeletrônica (Quarta edição), Makron Books - 
 Brasil - 2001. 
 
2. Millman, Jacob; Grabel, Arvin; Microeletronics; Ed. McGraw-Hill - USA - 1988. 
 
3. Boylestad, R.L.; Nashelsky, L. – Dispositivos Eletrônicos e 
Teoria de Circuitos – Ed. Pearson Prentice Hall