3a Lista de Exercícios MOSFET e IGBT

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GNE 211 – Eletrônica Industrial 
 
Profa Sílvia Costa Ferreira – Departamento de Engenharia 
 
 
Lista de Exercícios 
MOSFET e IGBT 
 
Exercício 1 
Defina e explique o que são as perdas em condução e as perdas de 
chaveamento de um dispositivo semicondutor. 
Exercício 2 
Explique porque os MOSFETs e os IGBTs são caracterizadas como 
chaves controladas e os Diodos são caracterizados como chaves 
não controladas. 
Exercício 3 
Cite as vantagens e as desvantagens de um MOSFET. 
Exercício 4 
Cite as vantagens e as desvantagens de um IGBT. 
Exercício 5 
Explique o que é modulação PWM. Defina o que é frequência de 
chaveamento e o que é a frequência do sinal. 
Exercício 6 
Compare a influência do aumento da frequência de chaveamento 
nas perdas de um MOSFET ou IGBT. 
(a) Qual dos dois dispositivos semicondutores apresenta 
maiores perdas de chaveamento ? 
(b) Compare os tempos de ligamento (ton = td(on)+tr ) e 
desligamento (toff = td(off) + tf) dos dispositivos: 
MOSFET (IRFP4137PbF) e IGBT (IRGB4086PbF). Assuma 
que a temperatura da junção (Tj) é mantida à 25°C com 
dissipador. 
(c) Desenhe os gráficos de perdas (similar ao slide 4), para os 
dispositivos citados anteriomente assumindo que ambos 
irão operar em um frequência de chaveamento de 10kHz. 
(d) Com base nas respostas dos itens anteriores defina qual 
dos dois tipos de dispositivo é mais indicado para 
aplicações de frequência elevada. 
 
 
 
 
 
Exercício 7 
Explique como as perdas em condução de um MOSFET aumentam 
com a tensão máxima que este é capaz de bloquear (Vdss). Para 
validar sua resposta, confira os valores de Vdss e Rds(on), nos 
datasheet dos seguintes MOSFETs: IRFP4868 e IRF2903. A partir 
destes valores discuta sobre a limitação de tensão máxima de 
bloqueio do MOSFET se comparada com a de um IGBT. 
Exercício 8 
Um projeto de controle de velocidade de motores de corrente 
contínua pode ser feito utilizando, modulação por largura de pulso. 
Explique como a modulação por largura de pulso é capaz de 
controlar a velocidade de um motor CC. Explique também a sua 
influência no torque do motor. 
Exercício 9 
Sabe-se que os enrolamentos do motor de corrente contínua pode 
ser modelado como um cirucito RL. Um dado motor possui uma 
constante de tempo de L/R = 0,1ms, e atinge regime permanente 
em aproximadamente 5 vezes a constante de tempo (0,5ms). 
(a) Desenhe a forma de onda teórica da corrente do motor 
se este é alimentado com uma tensão PWM de 1KHz com 
duty cycle 0.5. 
(b) Desenhe a forma de onda teórica da corrente do motor 
se este é alimentado com uma tensão PWM de 5KHz com 
duty cycle 0.5.