Aula_04_Circuitos_com_Diodos

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Aula 04
Circuitos com diodos
Circuitos com diodos 2
Sumário
Curva característica I-V
Modelo ideal de diodo
Modelo linear de diodo
Circuito CC: curva de carga
Circuito retificador de meia onda
Circuitos retificadores de onda completa
Circuito com diodo Zener
Fontes de alimentação
Demodulação de sinal
Circuitos com diodos 3
Curva Característica I-V
do Diodo de Junção PN
+ -
Símbolo
Modelo matemático
Curva I-V
 1 TV/VS eII V
I
V
R
V
DIS
I
D
Polarização
Reversa
Polarização
Direta
Circuitos com diodos 4
Curva Característica I-V
do Diodo de Junção PN
 1 TV/VS eII
Modelo matemático IS: corrente de saturação
VT: tensão térmica
q
kT
VT 
k = 1,38.10-23 J/K (constante de 
Boltzmann)
q = 1,602.10-19 C (carga eletrônica)
T – temperatura absoluta
VT = 26 mV (300 K)
Circuitos com diodos 5
Curva Característica I-V do
Diodo: Polarização Direta
TV/V
S eII 
Tensão (V)
1 nA
10 nA
100 nA
1 A
10 A
100 A
1 mA
10 mA
100 mA
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
C
o
rr
e
n
te
 (
A
)
I
D = 1 mA
= 0,63 VVD
T = 25oC
I
S
 e
qV/kT
Modelo matemático
TS V/VInIn  
Equação linearizada:
Circuitos com diodos 6
Curva Característica I-V do
Diodo: Polarização Direta
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
10
-5
10
-4
10
-3
10
-2
10
-1
10
0
Diodo 1N4007
 
 
C
o
rr
e
n
te
 (
A
)
Tensão (V)
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
Diodo 1N4007
 
 
C
o
rr
e
n
te
 (
A
)
Tensão (V)
Escala linear Escala logaritmica
Circuitos com diodos 7
Curvas características I-V de diodos
Escala linear Escala logaritmica
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
 
 
C
o
rr
e
n
te
 (
A
)
Tensمo (V)
 Sinal (Ge)
 1N4007
 BZX5V
 LED amarelo
 LED verde
 LED vermelho
 LED azul
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
1x10
-3
1x10
-2
1x10
-1
1x10
0
1x10
1
 
 
C
o
rr
e
n
te
 (
A
)
Tensمo (V)
 Sinal (Ge)
 1N4007
 BZX5V
 LED amarelo
 LED verde
 LED vermelho
 LED azul
Circuitos com diodos 8
Curva Característica I-V do
Diodo: Polarização Reversa
SII 
Modelo matemático
V
I
V
R I
S
Região de
avalanche
Circuitos com diodos 9
Aproximação Matemática:
Modelo Ideal de Diodo
Símbolo
+ -
V0
I
Curva I-V
Circuitos com diodos 10
Aproximação Matemática:
Modelo Linear de Diodo
Símbolo
Curva I-V
+ -
R
D
V
D
+ -
V0
I
V
D

cotg = R
D
Circuitos com diodos 11
Modelo Linear de Diodo
Aproximação da Curva I-V real
V0
I
V
D
I
D
= 1 mA
Circuitos com diodos 12
Circuito CC com Diodo
R
+
-
D1IV
C
DC VRIV 
Circuito Equação de circuito
D
C V
RR
V
I 
1
Coeficiente 
linear
Coeficiente angular
Circuitos com diodos 13
Circuito CC com Diodo
Circuito
V
V
C
/ R
I
Curva
característica I-V
Curva de carga
op
I
V
op
V
C
R
+
-
D1IV
C
Curva I-V
Circuitos com diodos 14
Circuito Retificador de Meia Onda
Circuito Modelo de diodo ideal
R
D1
iv (t)f
v
t
vf
v
R
0
Circuitos com diodos 15
Circuito Retificador de Meia Onda
Curva de tensão considerando modelo de diodo real
v
t
vf
v
R
0
0,6 V
Vp
V - 0,6 V
p
Circuitos com diodos 16
Circuito Retificador de Onda Completa
Circuito com dois diodos Modelo de diodo ideal
R
D1
v (t)f
D2
T1
N1:N2
v
t
vf v
R
0
Circuitos com diodos 17
Circuito Retificador de Onda Completa
v
t
vf vR
Vp
V - 0,6 V
p
0
0,6 V
Curva de tensão considerando modelo de diodo real
Circuitos com diodos 18
Circuito Retificador de Onda Completa
Circuito com ponte de diodos
R
D1 D2
D3D4
v (t)f
R
D1 D2
D3D4
v (t)f
Circuitos com diodos 19
Circuito Retificador de Onda Completa
Curva de tensão considerando modelo de diodo real
v
t
vf vR
Vp
0
1,2 V
V - 1,2 V
p
Circuitos com diodos 20
Fonte de Alimentação
Conversor CA-CC
Fonte de alimentação
Sinal CA Sinal CC
Circuitos com diodos 21
Fonte de Alimentação
Componentes de uma fonte de alimentação
Transformador Retificador Filtro Regulador
110V
ef
10V
ef
14V
p
10V
cc
14V
p
Circuitos com diodos 22
Fonte de Alimentação: Transformador
1
2
1
2
N
N
V
V

12 V
TR
10:1
120 V
12 V
Primário (1) Secundário (2)
Símbolo Relações Matemáticas
2
1
1
2
N
N
I
I

N: número de espiras
V1: tensão no primário
I1: corrente no primário
Circuitos com diodos 23
Fonte de Alimentação: Transformador
Circuitos com diodos 24
Fonte de Alimentação: Retificador
Diodo retificador
Circuitos com diodos 25
Fonte de Alimentação: Retificador
Folha de Dados (Datasheet)
Diodo retificador 
Família 1N400x
Circuitos com diodos 26
Fonte de Alimentação: Filtro
Circuito filtro passa baixa Curva do sinal filtrado
D1
+
10:1
TR1
D2 C1
120 V
ef
Filtro
v
t
0
Vm
2r
ripple
Curva de descarga
do capacitor
Circuitos com diodos 27
Fonte de Alimentação: Filtro
Curva do sinal filtrado
v
t
0
Aumento da
capacitância
Circuitos com diodos 28
Fonte de Alimentação: Filtro
Capacitores eletrolíticos
Circuitos com diodos 29
Diodo Zener
Símbolo
V
I
Diodo
zener
V
DV
Z
Diodo
retificador
Região de
avalanche
Circuitos com diodos 30
Diodo Zener
Diodo Zener BZX79C Datasheet
Circuitos com diodos 31
Regulação de Tensão com 
Diodo Zener
R
Z1
i
Z
V
Z
V
C
ZZC VRIV 
Z
ZC
I
VV
R


Circuito regulador 
de tensão
Dados numéricos:
VC = 12 V
VZ = 10 V
Iz(max) = 5 mA 
(BZX79C)




400
105
1012
3.
R
Equação do circuito:
Circuitos com diodos 32
Fonte de Alimentação
Circuito de uma fonte de 5V
430
1 k
Vo
+
10:1
TR1
D1
D2
C1
100 F
D3
R1
R2
5 V120 V
ef
Quiz sobre qualidade de fontes de alimentação
A regulação de tensão de uma fonte de alimentação ideal é ___________.0%
A saída de ondulação de CA de uma fonte de alimentação ideal é ___________.0%
pequeno
O componente CA fonte de alimentação real deve ser tão _____________ 
quanto possível.
pequeno
Um dispositivo comumente usado para regular tensão é o diodo __________ .zener
V em uma fonte de alimentação real deve ser tão ______________ quanto
possível.
Circuitos com diodos 34
Fonte de alimentação regulada
Desenhar um circuito de fonte regulada de 12 V
Modulação/demodulação de 
sinal
Circuitos com diodos 36
Demodulação de sinal RF
Circuitos com diodos 37
Demodulação de sinal com diodo
Circuitos com diodos 38
Circuito demodulador de sinal
Circuito demodulador (detetor de pico)
Multiplicador de tensão
Circuitos com diodos 40
Multiplicador de tensão
Circuito dobrador de meia onda
Figura (a) composta de dois circuitos: (b) grampeador e 
(c) detetor de pico (retificador de meia onda) 
Circuitos com diodos 41
Multiplicador de tensão
Circuito dobrador de meia onda
Circuitos com diodos 42
Multiplicador de tensão
Circuito dobrador de onda completa
Circuitos com diodos 43
Multiplicador de tensão
Circuito triplicador de tensão
Circuito triplicador = 
circuito dobrador de meia 
onda + dobrador de onda 
completa
Circuitos com diodos 44
Multiplicador de tensão
Circuito multiplicador de tensão Cockroft-Walton
Circuitos com diodos 45
Multiplicador de tensão
Aplicações do multiplicador de tensão Cockroft-Walton
• Fonte de alta tensão de tubo fotomultiplicador (PMT) de 
até 2000 V. Como o tubo possui diversos “dinodos” 
também requer tensões mais baixas, fornecidas pelos nós 
com números par. As séries de nós multiplicadores substitui 
os divisores de tensão resistivos
• Fonte de alta tensão de geradores de íons utilizados em 
purificadores de ar
Circuitos com diodos 46
Multiplicador de tensão
Circuito de ionizador de ar (gerador de ozônio O3)
Circuitos com diodos 47
Multiplicador de tensão
Circuito “fly-back” de tubo de imagens (CRT)
Circuitos com diodos 48
Multiplicador de tensão
Desenhar um circuito quadruplicador de tensão