Teste de diodo (lab-1205)

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Relatório 1 
 Teste e curva característica do diodo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LAB. DE SINAIS E SISTM. LINEARES 
 
 Discentes: Karina Gomes Dutra | RA: 136110 
 Discentes: William Kenzo Kaba RA:134967 
 Docente: Luiz Carlos Campana Sperandio 
 
 
 
MARINGÁ 
2025 
1. Introdução 
 
Os diodos semicondutores são componentes eletrônicos fundamentais em diversos 
circuitos, principalmente em aplicações de retificação, proteção e controle de corrente. 
Para ser considerado um diodo ideal deve-se conduzir corrente elétrica apenas em uma 
direção (quando está polarizado diretamente ) o que bloqueia completamente a corrente na 
direção oposta ( que está em polarização reversa). Na prática, os diodos apresentam uma 
tensão mínima necessária para começar a conduzir, conhecida como “tensão de limiar” ou 
“tensão de barreira” 
Em um diodo de silício, essa tensão de barreira é geralmente em torno de 0,6 a 0,7 
volts. Abaixo desse valor, a corrente que atravessa o diodo é praticamente nula. Acima dela, a 
corrente aumenta de forma exponencial com o aumento da tensão, caracterizando um 
comportamento não linear. Já em polarização reversa, o diodo apresenta uma corrente muito 
pequena, chamada de corrente de fuga, até que seja atingida uma tensão crítica conhecida 
como tensão de ruptura, na qual o diodo pode conduzir intensamente e até mesmo ser 
danificado 
No presente experimento de laboratório, foi realizado o teste prático do diodo com o 
objetivo de traçar sua curva característica tanto em polarização direta quanto em reversa. 
Utilizando uma fonte de tensão variável, um resistor limitador e instrumentos de medição 
apropriados, foram coletados valores de corrente para diferentes tensões aplicadas ao diodo. 
A partir desses dados, foi possível montar o gráfico corrente versus tensão e analisar o 
comportamento real do componente em comparação com o modelo teórico ideal. 
 
 
2. Materiais e Equipamentos 
● Fonte de tensão 
 
● Multímetro digital 
 
● Resistores de cargas : 
 
R[ ] Ω
 220Ω
 470Ω
 1𝐾Ω
 2𝐾2Ω
 4𝐾7Ω
 12𝐾Ω
 22𝐾Ω
 47𝐾Ω
 100𝐾Ω
 220𝐾Ω
 470𝐾Ω
 
 
● Diodo 1N4007 (ou similar) 
 
● Protoboard 
 
● Cabos de conexão 
 
 
 
3. Metodologia 
 
Para a realização do experimento de obtenção da curva característica do diodo, foi montado o 
circuito simples de polarização direta,onde utilizamos uma fonte de tensão contínua de 5V, 
um resistor de carga variável e um diodo de uso geral (como o 1N4007). A corrente através 
do diodo e a tensão sobre ele foram medidas utilizando multímetros nas posições adequadas, 
conforme o circuito esquemático apresentado no quadro: 
 
● A fonte de 5V foi conectada em série com um resistor ,o diodo D , um amperímetro 𝑅
para medir a corrente e um voltímetro para medir a tensão no diodo 𝐼
𝐷
𝑉
𝐷
 
Para verificar o comportamento do diodo sob diferentes correntes, foram utilizadas diversas 
resistências em série com o diodo, variando de 220 Ω até 470 kΩ como citado em materiais 
,para cada valor de resistência, foram registrados os valores de: 
 
● : tensão medida nos terminais do diodo (em volts) 𝑣
𝑑
● : corrente que circula pelo diodo (em miliamperes), calculada pela Lei de Ohm: 𝐼
𝐷
 
 𝐼
𝐷
= 
𝑉 𝑓𝑜𝑛𝑡𝑒 − 𝑣
𝑑
𝑅
 
Esses dados foram organizados em uma tabela para posterior análise e plotagem da curva 
característica de v 𝑣
𝑑
 𝑒 𝐼
 
Além disso, o experimento envolveu a aplicação da equação do diodo : 
 
 
 
 
Além da obtenção prática dos dados de corrente e tensão no diodo, o experimento também 
teve como objetivo determinar dois parâmetros importantes do diodo: a corrente de saturação 
reversa ( ) e o fator de idealidade ( ). Esses parâmetros caracterizam o comportamento real 𝐼
𝑠
𝑁
do diodo e são úteis para comparar o desempenho do componente com o modelo teórico. 
 
 
 
4. Discussão e Resultados 
 
 
Equação característica do diodo 
Sob polarização direta, a corrente do diodo obedece à equação de Shockley: 
 
 
 
onde 
● é a corrente no diodo, 𝐼
𝐷
 
● é a tensão aplicada ao diodo, 𝑉
𝐷 
 
● é a corrente de saturação reversa, 𝐼
𝑆
 
● é o fator de idealidade (tipicamente entre 1 e 2), 𝑛 
 
● é a tensão térmica (≈25 mV a 25 𝑉𝑇 = 𝑘𝑇
𝑞 𝐶)
 
A curva mostrou crescimento ínfimo de corrente até aproximadamente 0,4 V 𝐼
𝐷
𝑋 𝑉
𝐷
de , seguido por rápido aumento exponencial conforme o diodo entrou em condução 𝑉
𝐷
forte. Para R=220Ω, obtivemos =17,8mA e =0,706V, valor típico de queda de tensão 𝐼
𝐷
𝑉
𝐷
direta em diodos de silício. Já para 470kΩ, medimos =10,1μA e =0,310V, 𝑅 = 𝐼
𝐷
𝑉
𝐷
revelando a limitação de corrente imposta pelo resistor e a tensão menor resultante. O 
gráfico linear de X evidenciou a curva característica não linear e destacou a região de 𝐼
𝐷
𝑉
𝐷
condução exponencial. 
 
Sobre o diodo VT≈25 mV a 25 °C e (ideality factor) varia entre 1 e 2 em 𝑛
dispositivos reais. A região em que cresce lentamente até 0,4 V corresponde à pequena 𝐼
𝐷 
contribuição do termo exponencial ainda próximo de zero. Após esse limiar, o termo 
exponencial domina e a corrente aumenta dezenas de vezes a cada 50 mV adicionais, o 
que caracteriza o comportamento de junção PN em polarização direta. O resistor em série 
limitou a corrente máxima, convertendo parte da queda de 5 V em dissipação no resistor e 
definindo o ponto de operação de cada medida. 
Para estimar 𝑛, usamos dois pontos da curva e aplicamos: 
 
 
encontrando n≈2,97, valor acima do intervalo típico devido a tolerâncias de 
componentes e imprecisões de medição. Com 𝑛 determinado, a corrente de saturação foi 𝐼
𝑆
extraída de 
 
resultando em ≈0,79μA, compatível com diodos de silício comerciais. Em suma, 𝐼
𝑆
os resultados confirmam o modelo teórico do diodo, mostram a influência direta da 
resistência em série na polarização e fornecem uma estimativa quantitativa dos parâmetros 
 , fundamentais para projetos de circuitos com semicondutores. 𝑛 𝑒 𝐼
𝑆
 
 
 
 
 
Gráfico Curva Característica I-V do Diodo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
tabela de dados experimentais: 
 
 
 
5. Conclusão 
 
 
 O experimento confirmou o comportamento exponencial da curva característica do 
diodo sob polarização direta. Foi possível verificar que: 
 
● A tensão no diodo aumenta com a corrente de maneira não linear, conforme o 
modelo teórico. 
 
● A resistência em série controla a corrente que passa pelo diodo, permitindo traçar 
sua curva 𝐼
𝐷
 ×𝑉
𝐷
 .
● A análise dos dados permitiu uma aproximação do fator de idealidade e da 𝑛 
corrente de saturação , mostrando coerência com os parâmetros esperados de 𝐼
𝑆
diodos reais. 
 
Esse tipo de caracterização é fundamental para entender o funcionamento dos 
dispositivos semicondutores e aplicar corretamente modelos teóricos em situações reais