Lista_eletronica analógica_Fanor_Principios de eletronica_2019.1

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PRINCI PIOS DE ELETRO NICA – LISTA DE EXERCI CIOS/SIMULAÇO ES 01 – DATA DE ENTREGA 12/04/2019 
PARTE 1 – EXERCÍCIOS 
01. Explique a diferença entre os materiais semicondutores do tipo n e do tipo p. 
02. Os materiais dos tipos n e p representam os blocos de construça o ba sicos dos dispositivos 
semicondutores. O diodo semicondutor e criado pela simples junça o de um material tipo n com 
outro do tipo p. Descreva o comportamento deste dispositivo nas situaço es a) sem polarizaça o, 
b) polarizaça o reversa; c) polarizaça o direta. 
03. Determine a tensa o te rmica de um diodo a uma temperatura de 20°C. Determine a corrente 
do diodo usando a equaça o de Shockley se 𝐼𝑆 = 40 𝑛𝐴, n = 2 e a tensa o de polarizaça o aplicada e 
de 0,5 V. 
04. Determine a tensa o aplicada 𝑉𝐷 dada uma corrente de diodo de 6 𝑚𝐴, n = 1 e 𝐼𝑆 = 1 𝑛𝐴. A 
temperatura do diodo e estabelecida em 27°C. 
05. Na regia o de polarizaça o reversa, a corrente de saturaça o de um diodo de silí cio e de cerda de 
0,1 𝜇𝐴 (T = 20°). Determine seu valor aproximado, se a temperatura for aumentada 40°C. 
06. A temperatura pode ter um efeito marcante sobre as caracterí sticas de um diodo 
semicondutor. Explique as variaço es de um diodo de silí cio em funça o variaça o da temperatura 
a) elevaça o; b) queda. 
07. Descreva as caracterí sticas do diodo ideal e como elas determinam os estados ligado e 
desligado do dispositivo. Qual e a principal diferença entre as caracterí sticas de uma chave 
simples e as de um diodo ideal? 
08. Dada a curva caracterí stica do diodo, determine 
a) a resiste ncia esta tica para uma corrente direta 
de 4 𝑚𝐴 e de 15 𝑚𝐴. Compare os resultados. 
b) a resiste ncia esta tica para uma tensa o reversa 
de −10 𝑉 e de −30 𝑉. Compare os resultados. 
c) a resiste ncia dina mica do diodo para as 
correntes de 1 𝑚𝐴 e 15 𝑚𝐴 
d) a resiste ncia CA me dia para a regia o entre 
0,6 𝑉 e 0,9 𝑉 
09. Determine o circuito equivalente linear por 
partes para o diodo da curva caracterí stica. Use 
um segmento de reta que cruze com o eixo 
horizontal em 0,7 𝑉 e que melhor aproxime a 
curva para a regia o acima de 0,7 𝑉. 
 
 
10. Explique a diferença entre as capacita ncias de difusa o e de transiça o. 
11. Utilizando a curva caracterí stica do diodo, determine 𝐼𝐷 , 𝑉𝐷 e 𝑉𝑅 para o circuito considerando 
os modelos aproximado e ideal. Compare os resultados obtidos com os diferentes modelos. 
a) 𝐸 = 12 𝑉, 𝑅 = 0,75 𝑘Ω 
b) 𝐸 = 6 𝑉, 𝑅 = 0,20 𝑘Ω 
a) 𝐸 = 30 𝑉, 𝑅 = 1,5 𝑘Ω 
 
 
 
 
 
 
 
12. Determine o valor de R para o circuito da questa o anterior que resulte em uma corrente no 
diodo de 10 𝑚𝐴 com uma tensa o 𝐸 = 7 𝑉. 
13. Determine a corrente 𝐼 para cada uma das configuraço es a seguir utilizando modelo 
equivalente aproximado do diodo. 
 
 
14. Determine 𝑉0 e 𝐼𝐷 para os circuitos mostrados a seguir. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15. Determine 𝑉0 e 𝐼 para os circuitos mostrados a seguir. 
 
16. Considere o circuito retificador de meia onda mostrado a seguir. Esboce as curvas de 𝑣𝑖 , 𝑣𝑑 e 
𝑖𝑑 sabendo que a entrada 𝑣𝑖 e uma forma de onda senoidal com freque ncia de 60 Hz. Determine 
o valor de pico da entrada, os valores ma ximo e mí nimo da tensa o sobre o diodo e o valor ma ximo 
da corrente pelo diodo. 
 
 
 
a) diodo ideal 
b) diodo de silí cio 
17. Com base no circuito mostrado e na forma de onda da tensa o de entrada, responda 
 
 
 
 
 
 
a) Sabendo que a pote ncia ma xima de dissipaça o para cada diodo e dada por 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 14 𝑚𝑊, 
determine a corrente ma xima nominal de cada diodo utilizando o modelo equivalente 
aproximado. 
b) Determine 𝐼𝑚𝑎𝑥 para os diodos em paralelo. 
c) Determine a corrente atrave s de cada diodo quando a tensa o de entrada 𝑣𝑖 atinge seu valor 
ma ximo 
 
 
 
 
 
18. Um retificador em ponte de onda completa com uma entrada senoidal de 120 𝑉 𝑟𝑚𝑠 possui 
um resistor de carga de 1 𝑘Ω 
a) Compare a tensa o CC disponí vel na carga se forem empregados diodos ideais ou diodos de 
silí cio. 
b) Determine a especificaça o da PIV necessa ria para cada diodo. 
c) Determine a corrente ma xima atrave s de cada diodo durante a conduça o. 
19. Determine 𝑣𝑜 , a especificaça o da PIV exigida e a corrente ma xima para cada diodo na 
configuraça o mostrada a seguir. 
 
20. Determine a tensa o de saí da 𝑣𝑂 para cada circuito ceifador dado o sinal de entrada 𝑣𝑖 . 
 
21. Determine a tensa o de saí da 𝑣𝑂 para cada circuito ceifador dado o sinal de entrada 𝑣𝑖 . 
 
22. Determine a tensa o de saí da 𝑣𝑂 para cada circuito grampeador dado o sinal de entrada 𝑣𝑖 
 
 
 
 
23. Projete um circuito grampeador para realizar a funça o indicada pela relaça o entre as tenso es 
de entrada e saí da. 
 
24. Considere o circuito mostrado e responda os itens a seguir 
a) Determine 𝑉𝐿, 𝐼𝐿 , 𝐼𝑍 e 𝐼𝑅se a carga for representada por uma resiste ncia 𝑅𝐿 = 180 Ω. 
b) Determine o valor de 𝑅𝐿 que estabelece as condiço es de ma xima pote ncia para o diodo Zener. 
c) Determine o valor mí nimo de 𝑅𝐿 para garantir que o diodo Zener esteja no estado ligado. 
 
 
 
 
 
25. Projeto um regulador de tensa o que mantenha a tensa o na carga 𝑉𝐿 = 12 𝑉 para uma variaça o 
na carga representada por uma variaça o da corrente I𝐿 de 0 𝑚𝐴 a 200 𝑚𝐴. Determine a pote ncia 
ma xima dissipada 𝑃𝑍𝑚𝑎𝑥 no diodo Zener. 
 
 
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SIMULAÇÕES NA PRÓXIMA PÁGINA 
 
 
 
 
 
 
 
PARTE 2 – SIMULAÇÕES 
01. Condução do Diodo 
a) Dados R1 = 1kΩ e R1 = 0.56 kΩ, varie a tensa o de entrada VDC1 entre 0 e 10V e verifique em 
qual valor o diodo estara conduzindo. Considere diferentes materiais (silí cio, germa nio e arseneto 
de ga lio). 
 
b) Para o valor de VDC1 em que o diodo D1 passa a conduzir, determine as grandezas associadas 
Elemento Grandeza Valor 
 
Diodo 
Corrente 
Tensa o 
Pote ncia 
R1 Tensa o 
Pote ncia 
R2 Tensa o 
Pote ncia 
 
02. Circuito Retificador de Meia Onda 
Considere a tensa o de entrada V1, definida como uma seno ide de freque ncia 60 Hz e valor de pico 
220 V. A resiste ncia R1 e definida em 1kΩ. Simule o circuito retificador de meia onda e responda 
os itens a seguir 
 
a) Demonstre as etapas de operaça o do circuito, mostrando o caminho de circulaça o das 
correntes durante o ciclo positivo e o ciclo negativo da alimentaça o; 
b) Determine a a tensa o de pico de entrada (Vp), tensa o eficaz de entrada (Vef), frequ e ncia (f) e 
perí odo (T) do sinal de entrada; 
c) Determine a tensa o me dia na carga RL (VRLmed) e corrente me dia na carga RL(IRLmed); 
d) Determine a corrente me dia no diodo D1 (IDmed) e a corrente ma xima na carga RL (IRLma x); 
e) Determine a tensa o reversa no diodo D1; 
 
 
f) Determine a forma de onda na carga RL, com todos os valores de tensa o e tempo; 
g) Determine a forma de onda no diodo D1; 
Resuma os principais para metros ele tricos na seguinte tabela: 
Elemento Grandeza Valor 
 
V1 
Tensa o de Pico 
Tensa o Eficaz 
Tensa o Me dia 
D1 Corrente Direta Me dia 
Tensa o Reversa Ma xima 
 
R1 
Tensa o Ma xima 
Tensa o Me dia 
Corrente Me dia 
 
03. Circuito Retificador de Onda Completa 
Considere a tensa o de entrada V1, definida como uma seno ide de freque ncia 60 Hz e valor de pico 
220 V. A resiste ncia R1 e definida em 1kΩ. Simule o circuito retificador de onda completa e 
responda os itens a seguir 
 
a) Demonstre as etapas de operaça o do circuito, mostrando o caminho de circulaça o das 
correntesdurante o ciclo positivo e o ciclo negativo da alimentaça o; 
b) Determine a a tensa o de pico de entrada (Vp), tensa o eficaz de entrada (Vef), frequ e ncia (f) e 
perí odo (T) do sinal de entrada; 
c) Determine a tensa o me dia na carga RL (VRLmed) e corrente me dia na carga RL(IRLmed); 
d) Determine a corrente me dia nos diodos (IDmed) e a corrente ma xima na carga RL (IRLma x); 
e) Determine a tensa o reversa nos diodos; 
f) Determine a forma de onda na carga RL, com todos os valores de tensa o e tempo; 
 
 
 
 
 
 
Resuma os principais para metros ele tricos na tabela a seguir: 
Elemento Grandeza Valor 
 
V1 
Tensa o de Pico 
Tensa o Eficaz 
Tensa o Me dia 
D1 a D4 Corrente Direta Me dia 
Tensa o Reversa Ma xima 
 
R1 
Tensa o Ma xima 
Tensa o Me dia 
Corrente Me dia 
 
04. Circuito de Onda Completa em Ponte 
Considere a tensa o de entrada V1, definida como uma seno ide de freque ncia 60 Hz e valor de pico 
220 V. A resiste ncia R1 e definida em 1kΩ. Simule o circuito retificador de onda completa em 
ponte usando o transformador e responda os itens a seguir 
 
a) Demonstre as etapas de operaça o do circuito, mostrando o caminho de circulaça o das 
correntes durante o ciclo positivo e o ciclo negativo da alimentaça o; 
b) Determine a a tensa o de pico de entrada (Vp), tensa o eficaz de entrada (Vef), frequ e ncia (f) e 
perí odo (T) do sinal de entrada; 
c) Determine a tensa o me dia na carga RL (VRLmed) e corrente me dia na carga RL(IRLmed); 
d) Determine a corrente me dia nos diodos (IDmed) e a corrente ma xima na carga RL (IRLma x); 
e) Determine a tensa o reversa nos diodos; 
f) Determine a forma de onda na carga RL, com todos os valores de tensa o e tempo; 
 
 
 
 
 
Resuma os principais para metros ele tricos na tabela a seguir: 
Elemento Grandeza Valor 
 
Primário do Trafo 
Tensa o de Pico 
Tensa o Eficaz 
Tensa o Me dia 
 
Secundário do Trafo 
Tensa o de Pico 
Tensa o Eficaz 
Tensa o Me dia 
 
D1 a D4 
Corrente Direta Me dia 
Tensa o Reversa Ma xima 
 
R1 
Tensa o Ma xima 
Tensa o Me dia 
Corrente Me dia 
 
05. Circuito de Onda Completa em Ponte com Transformador em Derivação 
a) Considere a tensa o de entrada V1, definida como uma seno ide de freque ncia 60 Hz e valor de 
pico 220 V. A resiste ncia R1 e definida em 1kΩ. Simule o circuito retificador de onda completa em 
ponte usando o transformador com derivaça o central e responda os itens a seguir 
 
a) Demonstre as etapas de operaça o do circuito, mostrando o caminho de circulaça o das 
correntes durante o ciclo positivo e o ciclo negativo da alimentaça o; 
b) Determine a a tensa o de pico de entrada (Vp), tensa o eficaz de entrada (Vef), frequ e ncia (f) e 
perí odo (T) do sinal de entrada; 
c) Determine a tensa o me dia na carga RL (VRLmed) e corrente me dia na carga RL(IRLmed); 
d) Determine a corrente me dia nos diodos (IDmed) e a corrente ma xima na carga RL (IRLma x); 
e) Determine a tensa o reversa nos diodos; 
f) Determine a forma de onda na carga RL, com todos os valores de tensa o e tempo; 
 
 
 
 
 
Resuma os principais para metros ele tricos na tabela a seguir: 
Elemento Grandeza Valor 
 
Primário do Trafo 
Tensa o de Pico 
Tensa o Eficaz 
Tensa o Me dia 
Secundário 1 do 
Trafo 
Tensa o de Pico 
Tensa o Eficaz 
Tensa o Me dia 
 
D1 a D2 
Corrente Direta Me dia 
Tensa o Reversa Ma xima 
 
R1 
Tensa o Ma xima 
Tensa o Me dia 
Corrente Me dia 
 
 
 
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