atividade pratica 1 Eletronica Analógica

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UNINTER 
NESTOR ALFREDO A. FAGUNDES 
CIRCUITOS COM DIODOS 
Atividade pratica 1 
ESTRELA 
2019 
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NESTOR ALFREDO A. FAGUNDES RU: 1946755 
CIRCUITOS COM DIODOS 
Atividade pratica 1 
Trabalho entregue para a disciplina de 
Eletrônica Analógica, da universidade 
UNINTER, com o intuito de obtenção da nota 
necessária para concluir a disciplina com 
êxito 
VIVIANA RAQUEL ZURRO 
ESTRELA, 2019 
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Sumário 
RESUMO ............................................................................................................ 4 
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................ 4 
2. RETIFICADORES ....................................................................................... 4 
2.1. RETIFICADOR DE MEIA ONDA .......................................................... 5 
2.2. RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA ............................................... 7 
3. CEIFADORES ........................................................................................... 10 
3.1. CEIFADOR EM UM NÍVEL ................................................................. 10 
4. CONCLUSÃO ........................................................................................... 13 
 
 
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CIRCUITOS COM DIODOS 
Autor: Nestor Alfredo A. Fagundes 
Orientador: Viviana Raquel Zurro 
RESUMO 
Para circuitos eletrônicos, a tensão de alimentação deve ser contínua e estável, 
porem a energia fornecida em nossas casas pela companhia elétrica possui 
semiciclos positivos e negativos. Para tornar a energia continua e estável, podemos 
usar os circuitos retificadores. 
Palavras-chave: Diodos, Retificadores, Ceifadores 
1. INTRODUÇÃO 
Os circuitos eletrônicos devem ser alimentados em tensão contínua e positiva, 
porém, em todas as residências e empresas, a energia que vêm das companhias 
elétricas, não é contínua, esta possui uma forma de onda senoidal com semiciclos 
positivos e negativos, isso quer dizer que em momentos a energia é positiva, em 
outros, é negativa. 
Para resolver este problema existem os circuitos retificadores, que servem para 
anular o semiciclo negativo, ou torna-lo positivo, para posteriormente ser retificado por 
um circuito adequado para isso. 
2. RETIFICADORES 
Os retificadores podem ser de Meia onda (anula o semiciclo negativo) ou de 
Onda completa (transforma o semiciclo negativo em positivo). Esses retificadores 
podem ser montados de modos diferentes, dependendo dos componentes que vamos 
utilizar e da aplicação que teremos. 
Aqui veremos os retificadores, com suas formas de onda e também a curva de 
transferência, para assim entendermos o funcionamento dos semicondutores 
(diodos). Nestes experimentos foram utilizados diodos 1N4007, e resistor de 1KΩ. 
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2.1. RETIFICADOR DE MEIA ONDA 
O retificador de meia onda é o circuito que anula o semiciclo negativo, mantendo 
somente o positivo. O esquema do circuito é apresentado abaixo. 
 
Figura 1: Retificador de Meia Onda 
A partir deste esquema, o circuito foi montado no protoboard para que possamos 
fazer as medições necessárias. O circuito montado ficou como na figura abaixo. 
 
Figura 2: Circuito montado no Protoboard 
Com este circuito já montado, e utilizando o osciloscópio, podemos verificar as 
formas de ondas de entrada e também a onda gerada pelo retificador. Isso pode ser 
observado abaixo, onde o CH1 (amarelo) representa a onda de entrada e CH2 (verde) 
representa a onda gerada pelo retificador. 
 
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Figura 3: Forma de onda retificador de meia onda. 
Analisando as ondas geradas vemos que a parte negativa da onda foi anulada, 
ficando somente a parte positiva. 
Com o osciloscópio podemos medir os seguintes valores de tensão pico a pico 
de entrada e também após o diodo, que vem a ser a tensão de saída. Os dados estão 
na tabela abaixo. Vemos que a tensão pico a pico em V0 é praticamente a metade da 
tensão V1, isso é facilmente explicado pois só há a metade da onda em V0. 
Parametro V1 V0 
Tensão Pico a Pico [V] 40,2 20,0 
Frequência [Hz] 60 60 
Tabela 1: Sinais de entrada e saída de um retificador de meia onda 
Para traçar a curva de transferência temos que utilizar valores de tensão 
negativos, para que vejamos o comportamento do circuito para valores negativos de 
tensão e também os valores positivos. Para circuitos ideais essa curva de 
transferência funciona da seguinte maneira; em tensões negativas o circuito não tem 
tensão em V0 e em tensões positivas a tensão em V0 deve ser a mesma da tensão 
de entrada. Mas como se trata de medições do circuito real, o diodo causa uma 
pequena queda de tensão, que depende do diodo, mas para diodos de silício é de 
0,7V. Dessa forma, segue os dados e a curva para o circuito real. 
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Figura 4: Dados e curva de transferência retificador de meia onda 
 
 
2.2. RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA 
O retificador de onda completa é o circuito que ‘transforma’ a parte negativa da 
onda de entrada em positiva. Assim a energia que vem da rede elétrica e passa por 
este circuito deve ficará somente com tensão positiva. Para a montagem deste 
circuito, utilizaremos um transformador com tap central, conforme veremos na figura 
abaixo: 
 
Figura 5: Retificador de onda completa 
A partir deste esquema, o circuito foi montado no protoboard para que possamos 
fazer as medições necessárias. O circuito montado ficou como na figura abaixo. 
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Figura 6: Circuito montado no Protoboard 
Com este circuito já montado, e utilizando o osciloscópio, podemos verificar as 
formas de ondas de entrada e também a onda gerada pelo retificador. Isso pode ser 
observado abaixo, onde o CH1 (amarelo) representa a onda de entrada e CH2 (verde) 
representa a onda gerada pelo retificador. 
 
Figura 7: Formas de ondas gerada pelo retificador de onda completa 
É possível perceber observando a figura que onde a onda amarela possui uma 
parte negativa, o circuito retificador atua e a coloca na saída como positiva. 
Utilizando o osciloscópio novamente podemos medir os valores de tensão pico 
a pico de entrada e também após o diodo, que vem a ser a tensão de saída. Os dados 
estão na tabela abaixo. 
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Parametro V1 V0 
Tensão Pico a Pico [V] 40,2 20,1 
Frequência [Hz] 60 120 
Tabela 2: Sinais de entrada e saída de um retificador de onda completa 
Observando os dados da tabela vemos que a tensão pico a pico em V0 é a 
metade da tensão de entrada, isso ocorre pelo mesmo motivo que no retificador de 
meia onda, o pico a pico é medido do nível mais baixo da onda até o nível mais alto 
que neste caso para a entrada vai de +20V até -20V tendo assim 40V de pico a pico, 
e após o retificador a tensão vai de 0V até +20V, medindo então os 20V pico a pico. 
Neste caso observamos que a frequência dobra seu valor, o que se explica 
observando a figura 7 em que na entrada, um ciclo (Hz) é formado do 0V passando 
pela parte positiva da onda e pela parte negativa até chegar ao 0V novamente. Já na 
saída temos cada ciclo (Hz) formado do 0V passando pela parte positiva até o 0V 
novamente. Dessa forma tendo o dobro de ciclos na saída. 
Para este circuito também é possível traçar a curva de transferência utilizando o 
mesmo método utilizado para o retificador de meia onda. Medindo tensões negativas 
de entrada e vendo como o circuito se comporta na saída, bem como utilizando 
tensões positivas na entrada e monitorando a saída. 
Ao analisar a curva de transferência vemos que mesmo para tensões negativas 
a resposta na saída é uma tensão positiva. Lembrando sempre que para diodos reais 
há uma pequena queda de tensão, mas se estivéssemos vendo a curva para diodos 
ideais, essa seria uma reta a 45° a esquerda em direção ao zero e do zero a 45° para 
a direita. 
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Figura 8: Dados e curva de transferência retificador de onda completa 
 
3. CEIFADORES 
Circuitos ceifadores (também chamados de limitadores, seletoresde amplitude 
ou cortadores) são usados para selecionar e transmitir parte de um sinal variável 
qualquer que está abaixo ou acima de um determinado nível de referência. Existem 
ceifadores que cortam o sinal acima do nível de referência, outros que cortam em 
baixo do nível de referência, e outros que corta em dois níveis de referência diferentes 
deixando passar somente a parte da onda que se encontra entre os dois níveis 
3.1. CEIFADOR EM UM NÍVEL 
Existem vários tipos de circuitos ceifadores em um nível. Em alguns deles a 
tensão de referência (corte) é positiva e em outros negativa, dependendo das 
necessidades do circuito. 
Abaixo está o esquema do ceifador que iremos utilizar neste experimento. Para 
este circuito se o sinal de entrada é menor ou igual à tensão de referência V (neste 
caso de 4V) a tensão de saída V0 permanecerá em 4V. Para entrada maior que a 
tensão de referência, V0 será igual a tensão de entrada. Este circuito corta a parte 
inferior do sinal a partir de uma tensão de referência positiva. 
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Figura 9: Ceifador em um nível 
A partir deste esquema, o circuito foi montado no protoboard para que possamos 
fazer as medições necessárias. O circuito montado ficou como na figura abaixo. 
 
Figura 10: Circuito ceifador montado no protoboard 
Com este circuito já montado, e utilizando o osciloscópio, podemos verificar as 
formas de ondas de entrada e também a onda gerada pelo ceifador. Isso pode ser 
observado abaixo, onde o CH1 (amarelo) representa a onda de entrada e CH2 (verde) 
representa a onda gerada pelo ceifador. 
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Figura 11: Formas de onda geradas pelo ceifador 
A linha azul na Figura 11, representa o 0V da onda. Podemos perceber então o 
funcionamento do ceifador que corta todo o sinal menor do que o sinal estabelecido, 
no caso foi de 4V. Percebemos que a onda verde está ligeiramente acima da linha 
azul que representa o 0V, esta diferença é justamente os 4V que a fonte de tensão 
continua estava ajustada. Dependendo da polarização do diodo e da fonte, também é 
possível cortar o sinal acima da linha do zero, deixando apenas a parte negativa da 
onda. 
Ainda com o osciloscópio podemos medir os valores de tensão pico a pico de 
entrada e também após o diodo, que vem a ser a tensão de saída. Os dados estão na 
tabela abaixo. 
Parametro V1 V0 
Tensão Pico a Pico [V] 41,4 17,6 
Frequência [Hz] 60 60 
Tabela 3: Sinais de entrada e saída de um ceifador 
Como representado na Figura 11 o ceifador deixa passar apenas a parte positiva 
da onda, então V0 deve ser a metade de V1, mas devemos lembrar que temos a fonte 
continua colocando 4V no circuito então a medida de pico a pico em V0 deve ser a 
metade de V1 menos 4V. Há uma pequena divergência nos valores medidos pois 
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testamos em um circuito real que pode ter pequenas divergências na fonte ajustável 
e também a queda de tensão do diodo. 
Para os ceifadores também é possível traçar a curva de transferência, 
observando as ondas de entrada e saída, que para este circuito fica representado na 
figura abaixo. 
 
Figura 12: Curva de transferência de um ceifador em um nível 
 Podemos entender esta curva da seguinte maneira, para todos os valores de 
entrada menores do que 4V a saída será igual a 4V, e para todos os valores de entrada 
acima de 4V o valor de saída será igual ao valor de entrada. 
4. CONCLUSÃO 
Com a montagem e medições executadas nestes circuitos podemos perceber 
que a tensão fornecida pela companhia elétrica não é recomendada para utilização 
em circuitos eletrônicos. Mas utilizando circuitos simples e com poucos componentes, 
podemos converte-la em ondas positivas, anulando ou transformando a parte negativa 
da onda. Também podemos estabelecer níveis de tensão em que queremos operar, 
utilizando os ceifadores, podemos estabelecer uma faixa de tensão, fazendo assim 
que não existam picos no nosso circuito.