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Relatório LEL I - Características dos diodos

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UDESC - UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS - CCT
DEPARAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA I - TURMA A
PROFESSOR: MARCOS FÁBIO VIEIRA
RELATÓRIO DE LEL PRÁTICA – CARACTERÍSTCAS DOS DIODOS
BRUNO BERTOLDI
EDUARDO FALCHETTI SOVRANI
JOINVILLE/SC
2014-02
Para a apresentação da análise dos dados seguimos o padrão de organização numérica das questões do relatório. 
PROCEDIMENTOS
MÉTODOS DE VARREDURA
Em que modo devem ser os sinais acoplados aos canais do osciloscópio: DC ou AC?
R: Os sinais devem ser utilizados no modo DC, para levantarmos as curvas e os dados exigidos no relatório.
Figura 1 - Esboço da curva IxV do Diodo 1N4148– Polarização Direta
Figura 2-- Esboço da curva IxV do Diodo 1N4007 – Polarização Direta
Figura 3 - Esboço da curva IxV do Diodo 1N4738 – Polarização Reversa
Figura 4 - Esboço da curva IxV do Diodo BZX79C 5V1 – Polarização Reversa
Aumente a frequência do gerador e explique por que a curva na tela se modifica.
R: Devido aos efeitos capacitivos que aparecem em altas frequências, o comportamento do diodo muda completamente. Na região de polarização reversa tem-se a capacitância da região de depleção (sem portadores) que atua como um isolante entre camadas de cargas opostas. Conforme a tensão de polarização inversa aumenta, o efeito capacitivo diminui, devido ao efeito da capacitância entre placas paralelas (C= ε0A/d). Na região de polarização direta, o efeito da capacitância na região de depleção existe, mas é bem menor em relação ao efeito de capacitância de difusão que depende da taxa com que as cargas são injetadas na região externa à depleção. Altos valores de corrente resultam em valores de capacitância mais elevados. Os efeitos capacitivos não podem ser ignorados em frequências altas, pois um caminho de baixa reatância é estabelecido Xc = (1/(2πfc)).
Por que o amperímetro foi colocado antes do voltímetro na figura 12? De fato, a figura apresenta a situação correta para a polarização direta, mas não para a polarização inversa. Por que?
R: Não existem amperímetros ideais, portanto eles possuem uma pequena resistência interna. Desse modo, ele foi colocando antes do voltímetro, pois a variação de tensão nos diodos é muito pequena, assim a resistência interna do amperímetro poderia causar alterações na medição. Os diodos são polarizados diretamente porque o maior potencial está no anodo. Para a polarização inversa o diodo deveria estar com o catodo diretamente polarizado no sentido da corrente, ou seja, o “tracinho” (geometricamente) deveria estar para cima.
Preencha a Tabela 1 com os valores medidos na polarização direta. 
Para medir-se tensões e correntes constantes deve-se ajustar o medidor (voltímetro ou amperímetro) para acoplamento “DC”. Que tipo de acoplamento deve ser selecionado se a tensão ou corrente não for constante para obter os valores médios? Qual o acoplamento que deve ser usado para medir o valor eficaz?
R: Para medir os valores médios deve-se usar acoplamento DC, já para valores eficazes deve-se usar o acoplamento AC.
	1N4148
	ESTIMADO
	1N4007
	ESTIMADO
	Vf (V)
	R()
	I(mA)
	V(V)
	I(mA)
	V(V)
	I(mA)
	V(V)
	I(mA)
	V(V)
	1
	10K
	0,058
	0,471
	0,03
	0,7
	0,063
	0,449
	0,03
	0,7
	2
	10K
	0,152
	0,520
	0,130
	0,7
	0,159
	0,490
	0,130
	0,7
	4
	10K
	0,346
	0,563
	0,330
	0,7
	0,359
	0,530
	0,330
	0,7
	6
	10K
	0,569
	0,580
	0,530
	0,7
	0,560
	0,552
	0,530
	0,7
	8
	10K
	0,754
	0,604
	0,730
	0,7
	0,761
	0,568
	0,730
	0,7
	10
	10K
	0,968
	0,617
	0,930
	0,7
	0,966
	0,580
	0,930
	0,7
	12
	10K
	1,166
	0,628
	1,13
	0,7
	1,173
	0,590
	1,13
	0,7
	14
	10K
	1,374
	0,635
	1,33
	0,7
	1,374
	0,596
	1,33
	0,7
	16
	10K
	1,573
	0,642
	1,53
	0,7
	1,583
	0,605
	1,53
	0,7
	18
	10K
	1,786
	0,648
	1,73
	0,7
	1,781
	0,611
	1,73
	0,7
	20
	10K
	2,01
	0,655
	1,93
	0,7
	1,993
	0,617
	1,93
	0,7
	4
	1K
	3,35
	0,681
	3,30
	0,7
	3,4
	0,643
	3,30
	0,7
	6
	1K
	5,34
	0,707
	5,30
	0,7
	5,5
	0,666
	5,30
	0,7
	8
	1K
	7,34
	0,724
	7,30
	0,7
	7,5
	0,681
	7,30
	0,7
	10
	1K
	9,22
	0,736
	9,30
	0,7
	9,6
	0,692
	9,30
	0,7
	12
	1K
	11,53
	0,747
	11,3
	0,7
	11,7
	0,702
	11,3
	0,7
	14
	1K
	13,51
	0,757
	13,3
	0,7
	13,8
	0,709
	13,3
	0,7
	16
	1K
	15,31
	0,765
	15,3
	0,7
	15,9
	0,715
	15,3
	0,7
	18
	1K
	17,50
	0,773
	17,3
	0,7
	18,1
	0,721
	17,3
	0,7
	20
	1K
	19,70
	0,781
	19,3
	0,7
	20,2
	0,726
	19,3
	0,7
	4
	100
	3,6
	0,681
	33,0
	0,7
	33,1
	0,746
	33,0
	0,7
	6
	100
	13,4
	0,755
	53,0
	0,7
	54,2
	0,766
	53,0
	0,7
	8
	100
	32,9
	0,813
	73,0
	0,7
	75,4
	0,780
	73,0
	0,7
	10
	100
	52,8
	0,850
	93,0
	0,7
	96,2
	0,790
	93,0
	0,7
Tabela 1 – Característica Ponto-à-Ponto para Polarização Direta
Preencha a Tabela 2 com os valores medidos de corrente inversa.
Por que se deve tirar o voltímetro do circuito para efetuar a medição da corrente inversa?
R: Do mesmo modo que o amperímetro, não existem voltímetros ideais, estes apresentam uma pequena resistência interna. Como a corrente inversa no diodo é muito pequena, essa resistência interna do voltímetro poderia causar alterações na medição.
	
	
	1N4148
	Estimado
	1N4007
	Estimado
	Vf(V)
	R()
	I(A)
	I(A)
	I(A)
	I(A)
	2
	1K
	0
	0
	0
	0
	4
	1K
	0
	0
	0
	0
	6
	1K
	0
	0
	0
	0
	8
	1K
	0
	0
	0
	0
	10
	1K
	0
	0
	0
	0
	15
	1K
	0
	0
	0
	0
	20
	1K
	0
	0
	0
	0
Tabela 2 – Característica Ponto-à-Ponto para Polarização Inversa
Observação: A corrente inversa nos diodos é muito pequena, na escala de microampères. No laboratório não havia equipamentos com uma escala tão pequena. Assim essas medidas não foram realizadas.
Construa em papel milimetrado as curvas dos pontos experimentais obtidos. As duas curvas devem ficar no mesmo gráfico. As escalas na polarização direta devem ser diferentes da polarização inversa. Observe que na polarização inversa têm-se tensões mais elevadas e correntes muito pequenas.
Levante os parâmetros para o modelo da região de condução direta. Para tanto, determine aproximadamente o limiar de condução direta e a resistência direta de cada diodo. Para isso é necessário traçar uma reta assintótica da curva do diodo na condução direta. O ponto de interseção desta assíntota com o eixo da tensão determina o valor de VD0 (do modelo). A resistência direta obtém-se da inclinação da reta.
1N4148 VDO = ________ Volts e Rf = __________ 
1N4007 VDO = ________ Volts e Rf = __________ 
Construa as curvas da polarização direta (apenas os pontos da Tabela 1) em papel monolog, usando a escala logarítmica para a corrente. Qual a variação da tensão por década de corrente? Qual o valor do parâmetro nVT? Pode-se estimar o valor de IS pela extrapolação da parte linear da curva em direção à tensão igual a zero. No ponto de interseção com o eixo da corrente obtém-se o valor de IS.
1N4148 V/déc _______ mV/déc  nVT = _______ mV  IS = _______ A
1N4007 V/déc _______ mV/déc  nVT = _______ mV  IS = _______ A
Com os valores obtidos e calculados preencha a Tabela 3.
	
	
	1N4738
	ESTIMADO
	BZX79C 5V1
	ESTIMADO
	Vf (V)
	R()
	I(mA)
	V(V)
	I(mA)
	V(V)
	I(mA)
	V(V)
	I(mA)
	V(V)
	3
	1K
	0,0003
	3,053
	
	
	0,0051
	3,058
	
	
	5
	1K
	0,0043
	5,090
	
	
	0,464
	4,626
	
	
	6
	1K
	0,0887
	5,917
	
	
	1,171
	4,883
	
	
	8
	1K
	1,849
	6,127
	
	
	3,12
	5,076
	
	
	9
	1K
	2,99
	6,150
	
	
	4,03
	5,113
	
	
	10
	1K
	4,12
	6,158
	
	
	5,09
	5,143
	
	
	11
	1K
	5,07
	6,164
	
	
	6,05
	5,163
	
	
	12
	1K
	6,12
	6,168
	
	
	7,10
	5,180
	
	
	13
	1K
	7,12
	6,172
	
	
	8,105,192
	
	
	14
	1K
	8,13
	6,179
	
	
	9,06
	5,203
	
	
	15
	1K
	9,12
	6,182
	
	
	10,06
	5,213
	
	
	16
	1K
	10,16
	6,186
	
	
	11,09
	5,222
	
	
	9
	100
	28,2
	6,261
	
	
	38,1
	5,334
	
	
	10
	100
	37,2
	6,287
	
	
	49,1
	5,364
	
	
	11
	100
	47,6
	6,356
	
	
	58,5
	5,390
	
	
	12
	100
	57,6
	6,406
	
	
	68,1
	5,413
	
	
Tabela 3 – Característica Ponto-à-Ponto para Diodos Zeneres
Construa em papel milimetrado as curvas dos pontos experimentais. As duas curvas devem ficar no mesmo gráfico.
Determine a partir do gráfico a tensão Vz e a resistência Rz para cada diodo.
1N4738  Vz = _________ Volts Rz = _________
BZX79C Vz = _________ Volts Rz = _________
QUESTIONÁRIO
O experimento se mostrou válido? Explique por que?
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
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