Exp01_Diodo_CurvaCaracteristica_RetaCarga[1]

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ENGENHARIA ELÉTRICA 
LAB. ELETRÔNICA ANALÓGICA 1 – LA1E6 
Professores: Daniel Castilho e Márcio Bender 
Machado 
DATA 
01 / 03 / 2024 
EXP: 01 
 
CURVA CARACTERÍSTICA DO DIODO, RETA DE CARGA E DATASHEET 
Aluno(s): Gustavo Moscardini Ilário, João Pedro Sordi e Pedro Sampaio 
 
 
LISTA DE MATERIAIS (Aproximar Valores) 
1 x Fonte de Tensão CC Ajustável 
1 x Proto Board 
1 x Multímetro 
1 x Diodo 1N400X 
1 x Resistor 1k Ω 
Fios e Cabos 
 
1 - Pré Relatório 
 
1. Pesquisar na internet, o DataSheet do diodo 1N4007 (ou 1N4004), e anotar suas 
principais características, conforme a tabela abaixo: 
 
Valores Típicos/Máximos a 25° C 
Corrente Direta IF = 1 A 
Tensão Direta VF = 1,1 V 
Corrente Reversa IR = 5,0 mA 
Tensão Reversa VR = 1000 V 
 
 
 
 
2. Estude o comportamento do diodo operando na região direta e reversa, através do livro 
Sedra/Smith, microeletrônica, 5a edição (páginas 93, 94 e 95), disponível na biblioteca do 
câmpus. 
 
3. Suponha o seguinte conjunto de medidas para o diodo: 
 
VD 0,1 V 0,2 V 0,3 V 0,4 V 0,5 V 0,6 V 0,7 V 
ID 0,016 mA 0,3 mA 5,3 mA 91 mA 1,6 A 27 A 485 A 
 
A. Trace a característica ID x VD do diodo (escala linear e semilog); 
 
 
 
 
 
B. Determine o valor da corrente de saturação IS por extrapolação do conjunto de medidas 
acima; 
𝐼𝑑 = 𝐼𝑠 ∙ 𝑒
𝑉𝑑
𝑛𝑉𝑡 → ln(𝐼𝑑) =
𝑉𝑑
𝑛𝑉𝑡
− ln(𝐼𝑠) = 28,72𝑉𝑑 − 13,856 
ln(𝐼𝑠) = −13,856 ∴ 𝐼𝑠 ≈ 9,6 ∙ 10−7 
C. Determine o fator de inclinação (n) para kT/q = 25 mV; 
1
𝑛 ∙ 25 ∙ 10−3
= 28,72 → 𝑛 ≈ 0,718 ∴ 𝑛 = 1 
(Obs: A tabela acima não está correlacionada aos resultados experimentais que serão obtidos no laboratório). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 - Roteiro 
Parte Prática 
 
4. Teste de continuidade do diodo com o Multímetro. Utilize a escala de Resistência [Ω]: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. Montar o circuito abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. Variar a tensão da fonte Vin, e medir com o Multímetro na escala de Tensão [V], as 
tensões indicadas na tabela abaixo: 
 
Vin [V] VD [V] VR [V] Calcular: ID = VR / RR [mA] 
0,1/0,99 0,097 0,0 0 
0,2/0,199 0,196 0,0 0 
0,3/0,305 0,303 0,001 1E-06 
0,4/0,402 0,389 0,011 1E-05 
0,5/0,503 0,449 0,053 5E-05 
 
 
0,6/0,604 0,484 0,119 0,0001 
0,7/0,698 0,506 0,190 0,0002 
0,8/0,796 0,523 0,272 0,0003 
0,9/0,897 0,537 0,359 0,0004 
1,0/1,008 0,549 0,458 0,0005 
1,2/1,203 0,565 0,638 0,0006 
1,5/1,506 0,584 0,922 0,0009 
2,0/2,005 0,604 1,400 0,0014 
2,5/2,511 0,619 1,892 0,0019 
3,0/3,009 0,630 2,371 0,0024 
3,5/3,504 0,640 2,863 0,0029 
4,0/4,02 0,648 3,374 0,0034 
4,5/4,49 0,655 3,84 0,0038 
5,0/5,06 0,661 4,40 0,0044 
6,0/6,05 0,670 5,41 0,0054 
7,0/7,01 0,677 6,33 0,0063 
8,0/8,02 0,684 7,34 0,0073 
9,0/9,06 0,690 8,36 0,0084 
10,0/10,07 0,695 9,39 0,0094 
15,0/15,03 0,713 14,3 0,0143 
20,0/20,06 0,726 19,11 0,0191 
 
7. Inverter a polaridade da fonte de tensão Vin. Variar a tensão da fonte VCC, e medir com 
o Multímetro na escala de Tensão [V], as tensões indicadas na tabela abaixo: 
 
Vin [V] VD [V] VR [V] Calcular: ID = VR / RR [mA] 
-5,0/-5,06 -5,06 0,0 0,00 
-10,0/-10,06 -10,06 0,0 0,00 
-15,0/-14,98 -14,98 0,0 0,00 
-20,0/-20,06 -20,08 0,0001 1E-7 
-25,0/-25,04 -25,05 0,0001 1E-7 
-30,0/-27,25 -27,23 0,0001 1E-7 
 
 
 
8. Plotar a curva característica do Diodo ID x VD em escala linear e logarítimica (eixo Y) e 
determinar a corrente de saturação (IS) e o fator de idealidade (n). 
(Obs: Deve-se plotar o módulo da corrente para poder visualizar os valores negativos em um gráfico de escala logarítmica). 
 
 
 
 
 
 
 
Equação característica do Diodo: 
𝐼 = 𝐼𝑆 (𝑒
𝑉𝐷
𝑛⋅𝑉𝑇 − 1) 𝑉𝑇 =
𝐾 ⋅ 𝑇
𝑞
 𝐾 = 8,6173324𝑥10−5𝑒𝑉/𝐾 𝑞 = 1,602176565𝑥10−19𝐶 
 
9. Ajustar VCC = 5V e traçar a reta de carga, sob o gráfico ID x VD (use o gráfico linear): 
 
Para traçar a reta de carga, necessitamos de dois pontos, os quais são obtidos da equação de 
malha do circuito. 
 
𝑉𝑖𝑛 = 𝑉𝐷 + 𝑉𝑅 → 𝑉𝑖𝑛 = 𝑉𝐷 + 𝑅 ⋅ 𝐼𝐷 
 
Um dos pontos, é obtido quando o diodo está cortado e a corrente ID = 0A, então: VD = Vin = 
5V. 
O outro ponto da reta de carga, é quando o diodo conduz VD ≈ 0V, e a corrente no circuito é 
máxima: 
 
𝐼𝐷 =
𝑉𝑖𝑛
𝑅
 
 
O ponto de trabalho do diodo, ou ponto quiescente (Q), é onde a reta de carga intercepta a 
curva característica do diodo. 
Neste ponto determinamos graficamente: 
 
𝑉𝐷𝑄 = 5 𝑉 
 
𝐼𝐷𝑄 = 5 𝑚𝐴 
 
 
 
 
 
 
10. ORGANIZAÇÃO: 
- Desligar equipamentos; 
- Arrumar bancada e cadeiras.