circuitos Relatório 4 Polarização de Diodos

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
ENGENHARIA MECÂNICA
CIRCUITOS ELETRO-ELETRÔNICOS APLICADOS – CCE0205
PROF. WASHINGTON BOMFIM
	
Relatório da Prática 4 – Polarização do Diodo
Realizada em 30/09/2016
	
	Turma 3001
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Resumo – Este relatório tem por objetivo apresentar conhecimentos sobre o funcionamento dos diodos. Utilizando-se de circuitos montados com diodos polarizados de forma direta e inversa, mediremos as tensões nos pontos indicados e depois compararemos com as tensões teóricas para os mesmos pontos. 
Palavras-chave – Diodo, polarização, condução .
Introdução
O diodo semicondutor é um dispositivo eletrônico que tem como função transformar corrente alternada em corrente contínua. Retificando a corrente ou chaveando um circuito, é amplamente utilizado em aparelhos eletrônicos como televisão, computador, aparelhos de som, entre outros. 
Figura 1: Simbolização do diodo numa flecha indicando o sentido da corrente. 
As empresas energéticas fornecem correntes oscilando entre duas polaridades (corrente alternada), positiva e negativa numa frequência de 60 Hz. No entanto os aparatos eletrônicos em sua maioria trabalham com corrente contínua, ou seja, somente uma polaridade, é ai que entra o papel do diodo.
O diodo pode funcionar como uma chave fechada (resistência zero) para apenas uma polaridade da tensão de entrada e como uma chave aberta (resistência infinita) para a polaridade oposta.
Figura 2: Tensão oscilando entre o positivo e negativo (corrente alternada) antes de entrar no diodo. 
Figura 3: Tensão de saída no diodo com apenas a polaridade positiva (corrente contínua). [1]
Os materiais utilizados na fabricação dos diodos são o Silício e o Germânio, ambos são fundidos criando uma ligação PN, onde P representa à polaridade positiva e N a polaridade negativa. Na polaridade P há falta de elétrons, essa região é conhecida como lacuna ou buraco, já na polaridade N existe excesso de elétrons.
O diodo pode ser polarizado de duas formas, direta ou inversa. Na polarização direta o polo positivo da fonte de tensão esta ligado ao lado positivo do diodo, tornando ele ainda mais positivo enquanto o lado N fica mais negativo, dessa forma a barreira de potencial presente entre o lado P e N do diodo é atravessada pelas cargas elétricas, havendo então condução de corrente. 
Figura 4: Diodo em polarização direta. 
Já na polarização inversa a parte positiva da fonte esta ligada ao lado negativa do diodo ocasionando um aumento da barreira de potencial. O circuito se torna muito resistente impedindo a passagem de corrente elétrica.
Figura 5: Diodo em polarização inversa. [2]
MATERIAIS E MÉTODOS
Para a realização da aula prática e todos os seus testes, foram utilizados os seguintes materiais e instrumentos:
1 Multímetro digital Minipa Modelo ET-2033APATRIMONIO 143469
1 Protoboard;
1 Fonte Minipa Modelo MPC-303DI PATRIMONIO 109597;
1 Resistores de 10 KΩ .
1 Diodo 1N4007
Na figura 6 podemos visualizar os equipamentos utilizados para realização da prática.
Figura 6: Equipamentos utilizados na prática
Na figura 7 podemos ver o modelo de diodo que foi utilizado na atividade prática.
Figura 7: Diodo 1N4007
Para realização da nossa prática foram utilizados quatro circuitos, em dois deles o diodo foi polarizado diretamente e nos outros dois foi polarizado inversamente. Em todos os casos a fonte regulável foi ajustada para fornecer 5V de maneira contínua como pode ser visto na figura 8. 		
Figura 8: Utilização do multímetro para aferição da fonte
Na figura 9 podemos visualizar um diagrama do circuito 1 montado em serie. 
Figura 9: Circuito 1.
Baseando-se no circuito 1 demonstrado na figura 9 foi montado o circuito no protoboard conforme figura 10.
Figura 10: Circuito 1 montado no protoboard
Foi então conectada a fonte de tensão para alimentar o circuito e em seguida medida o valor da tensão no ponto Vo. Considerando o diodo foi constatado que o potencial do anodo se encontrava maior que o do catodo. Foi concluído então que o diodo estava agindo como uma chave fechada e consequentemente conduzindo.
Em seguida foi montado o circuito 2 conforme diagrama que pode ser visto na figura 11.
Figura 11: Circuito 2
Foi montado então o circuito 2 no protoboard conforme figura 12.
Figura 12 : Circuito 2 montado no protoboard
Seguindo os mesmo procedimento de medição utilizado no circuito 1 foi medido a tensão no ponto Vo. Após constatarmos que a tensão era nula concluímos que o diodo estava polarizado de forma inversa, agindo como uma chave aberta e consequentemente não conduzindo.
O diagrama do circuito 3 é conforme a figura 13.
Figura 13: Circuito 3
Seguindo o diagrama foi montado o circuito 3 no protoboard conforme figura 14.
Figura 14: Circuito 3 no protoboard.
Depois de energizado o circuito 3 com a mesma tensão do circuito 1 e 2, foi medida a tensão no ponto Vo, assim como identificada a polarização do diodo.
Por ultimo montamos o circuito 4, no qual seu diagrama pode ser observado na figura 15.	
Figura 15: Circuito 4
Por uma ultima vez seguindo o diagrama do circuito 4, montamos o mesmo no protoboard conforme figura 16.
Figura 16: Circuito 4 montado no Protoboard.
Seguindo o mesmo principio utilizados nos circuitos anteriores, obtivemos o valor da medição da tensão no ponto Vo.
Resultados e Discussões
Depois de realizar a medição do circuito 1, foi observado que a tensão no ponto Vo foi equivalente a tensão retida pelo diodo.
Ao observar o diodo foi constatado que o potencial do anodo era superior ao do catodo, ou seja, o diodo estava em polarização direta, atuando como chave fechado e conduzindo. O valor de Vo medido foi inferior ao valor teórico que deveria ficar retido no diodo, essa diferença pode se dar por erro de calibração da fonte de alimentação, falta de aferição dos equipamentos medidores , ou até mesmo erro dos alunos.
 Observe a tabela 1.
	Polarização
Do diodo
	O diodo está
Conduzindo?
	V˳
teórico
	V˳ medido
c/multímetro
	Direta
	Sim
	0,7V
	0,54V
Tabela 1: Aferição do circuito 1.
Já no circuito 2 a parte positiva da fonte estava ligada no lado negativo do diodo, sendo assim o mesmo estava em polarização inversa, atuando como uma chave aberta e não conduzindo tensão para o restante do circuito o que resultou na medição de uma tensão nula no ponto Vo. Veja tabela 2.
	Polarização
Do diodo
	O diodo está
Conduzindo?
	V˳
Teórico
	V˳ medido
c/multímetro
	Inversa
	Não
	0V
	0V
Tabela 2: Aferição do circuito 2.
No circuito 3 a parte positiva da fonte também estava ligada no lado negativo do diodo, fazendo com que o mesmo agisse como uma chave fechada e não conduzindo tensão para o resto do circuito. No entanto o ponto Vo onde a tensão foi medida se encontrava antes do diodo o que não resultou numa medição de tensão nula como no circuito 2. O valor da tensão aferida foi um pouco inferior a tensão fornecida pela fonte, essa diferença pode ser devida a falha na calibração dos equipamentos utilizados ou até mesmo algum erro cometido pelos alunos na regulagem da fonte de alimentação. Observe a tabela 3 com os dados da aferição do circuito 3.
	Polarização
Do diodo
	O diodo está
Conduzindo?
	V˳
teórico
	V˳ medido
c/multímetro
	Inversa
	Não
	5V
	4,90V
Tabela 3: Aferição do circuito 3
Por ultimo no circuito 4 foi constatado que o diodo esta em polarização direta e conduzindo tensão para o resto do circuito. Ao verificar o valor de tensão no ponto Vo que se encontra após o diodo, obtivemos o valor de 4,36V. Esse valor é o resultado da subtração da tensão de entrada medida de 4,90V, pela tensão medida que fica retido no diodo 0,54V. Lembrando que o valor encontrado foi inferior ao Vo teórico que seria a subtração da Tensão fornecida pela fonte pela tensão teórica que ficaria retida no diodo (5V - 0,7V). Observe a tabela 4.
	Polarização
Do diodo
	O diodoestá
Conduzindo?
	V˳
teórico
	V˳ medido
c/multímetro
	Direta
	Sim
	4,3V
	4,36V
Conclusões
Nessa experiência vimos a importância dos diodos nos circuitos eletrônicos, transformando a corrente alternada fornecida pelas redes distribuidoras em corrente continua para ser usada em diversos aparelhos do cotidiano. O diodo pode funcionar em um circuito tanto como uma chave fechada conduzindo tensão, ou uma chave aberta impedindo a passagem da mesma, ou seja, não oferece nenhuma resistência para uma das polaridades da tensão enquanto que para outra oferece uma resistência infinita. Observamos também que a carga que chega ao fim do circuito não é a mesma que entra devido ao fato que o diodo retém uma carga de aproximadamente 0,7V. 
Referências Bibliográficas 
Portal mundo educação. Disponível em: < http: // mundoeducacao.bol.oul.com.br/física/diodo-semicondutor.htm>. Acesso em 4 de outubro de 2016
Braga, H. (1996). Conversores Multiníveis em Corrente, Tese de Doutoramento, INEP-UFSC, Florianópolis - SC.