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FACULDADE ESTÁCIO DE CURITIBA Curso: Engenharia Elétrica Turma: 3001 Disciplina: Eletrônica analógica Professor(a): Henrique Marin van der Broocke Campos Data: 12/05/2020 Avaliação: AV1 Aluno: Matrícula: Nota: INSTRUÇÕES PARA A AVALIAÇÃO: a) Leia atentamente todas as questões antes de iniciar; b) A interpretação das questões faz parte da avaliação; Boa Prova! 1) Sobre diodos considere as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta. Valor: 1,0 I. O terminal vinculado ao material do tipo p é chamado de anodo (A). II. O terminal vinculado ao material do tipo n é chamado de catodo (K). III. O diodo pode ser polarizado apenas diretamente. IV. Na polarização direta o terminal positivo é aplicado ao anodo (material p), enquanto o negativo é aplicado no terminal n, que é o catodo. V. A polarização reversa tem a ligação o terminal positivo aplicado ao anodo (material p), enquanto o negativo é aplicado no terminal n, que é o catodo. a) As afirmativas I e II são corretas. b) As afirmativas I, II e III são corretas. c) As afirmativas I, II e IV são corretas. d) As afirmativas I, II, III e V são corretas. e) As afirmativas I, II, III, IV e V são corretas. Solução: R – Letra C correta 2) O diodo semicondutor é um componente eletrônico baseado numa junção p-n. Explique, com suas palavras, o que é, basicamente, uma junção p-n, o que são materiais do tipo p e materiais do tipo n e, por fim, como ocorre a polarização direta de uma junção pn. Valor: 1,0 R - No lado P da junção, as lacunas são chamadas portadores majoritários, e os elétrons portadores minoritários. Na estrutura tipo P existem íons negativos, devido aos dopantes aceitadores presentes na estrutura. No lado N da junção, existe uma quantidade maior de elétrons na banda de condução do que as lacunas, chamados de portadores majoritários enquanto que as lacunas são os portadores minoritários. Há também ions positivos gerados pela presença de dopantes doadores no material tipo N. O diodo basicamente é formado por uma junção P-N, onde existem portadores (negativos e positivos), íons fixos (de dopantes ou contaminantes), átomos constituintes do material ou do substrato utilizado. Durante a formação da junção P-N há a formação também de uma barreira de potencial, e de uma região de depleção. Se considerar um instante em que seja formada a junção, neste instante surgem duas correntes: a corrente de difusão (gerada pela tendência dos portadores de cada material se distribuírem) e a corrente de deriva (devido ao campo elétrico). Inicialmente surge uma corrente de difusão maior que a corrente de deriva através da junção. Esta corrente diminui com o tempo, até que se iguala à corrente de deriva, anulando-se. Durante este processo a barreira de potencial e a região de depleção vão se formando, até que seja atingido o equilíbrio. 3) representa que este componente é um dispositivo unidirecional. Esta afirmação é verdadeira ou falsa? Justifique. Valor: 1,0 R - Verdadeira: Assim, quando o Ânodo (A) estiver a um potencial positivo em relação ao Cátodo (K), o díodo conduz e a corrente terá o sentido (convencional) indicado pela seta. Nestas condições diz-se que o díodo está diretamente polarizado. Quando o Ânodo estiver a um potencial negativo em relação ao Cátodo, o díodo não conduz e a corrente, que teria o sentido contrário ao da seta, não é autorizada a passar. Nestas condições diz-se que o díodo está inversamente polarizado. 4) Considere o circuito abaixo, adotando o modelo simplificado (VK = 0,7V) para o diodo de silício. Utilize o método de análise CC para determinar o que se pede. Adotar duas casas após a vírgula. Assinale a alternativa correspondente a queda de tensão no resistor (VR), a corrente no resistor (IR) e a potência no diodo (PD). Valor: 2,0 a) 23,3 V; 2,33 mA; 1,63 mW b) 23,3 V; 2,82 mA; 1,97 mW c) 23,3 V; 2,69 mA; 1,87 mW d) 25,3 V; 2,72 mA; 1,32 mW Solução: Vr = Vt – Vd Vr = 23,3V Ir = Vr/r Ir = 2,33.10-³ Pd = Vd*Ir Pd = 0,7 * 2,33.10-³ Pd = 1,631.10-³ / 1,631 mA 5) Para o circuito do retificador de onda completa em ponte alimentando a carga resistiva, conforme a Figura abaixo, calcular o que se pede considerando as especificações da Tabela 1. Assinale a alternativa correta, correspondente a tensão média no resistor, tensão eficaz no resistor, corrente média no resistor, corrente eficaz no resistor e tensão de pico inversa suportada pelo diodo. Utilize o modelo simplificado do diodo. Adotar duas casas após a vírgula. Valor: 2,0 Tabela 1 – Especificações Parâmetro Valor Valor de pico da tensão de entrada (VP) 28,28 V Frequência da tensão de entrada (f) 60 Hz Resistência de carga (R) 20 kΩ a) 17,09 V; 20 V; 0,95 mA; 1 mA; 28,28 V b) 17,84 V; 22 V; 0,95 mA; 2 mA; 29,28 V c) 17,84 V; 22 V; 0,95 mA; 3 mA; 29,28 V d) 17,84 V; 22 V; 1,05 mA; 3,2 mA; 29,28 V e) 17,09 V; 20 V; 0,85 mA; 1 mA; 28,28 V Solução: VLmed = 0,636*(Vp-2*0,7) VLmed = 17,09 V Vef = 0,707*28,28 Vef = 19,993 V Imed = 17,09/20.10³ Imed = 0,8545.10-³ ou 0,8545mA Vinverso = Vp = 28,28 V 6) Para a filtragem do sinal CC entregue para a carga a partir do retificador em ponte completa do exercício anterior, costuma-se incluir uma capacitância em paralelo com a carga resistiva. Admita os mesmos parâmetros já estabelecidos no exercício anterior e uma ondulação de 10% do valor de pico da tensão de entrada e rendimento unitário. Calcule a capacitância necessária neste caso e assinale a alternativa correta. Adotar duas casas após a vírgula. Obs.: PR = . Valor: 1,0 a) 1,05 µF b) 1,15 µF c) 2,05 µF d) 2,19 µF e) 2,39 µF ∆V = 0,1*Vp ∆V = 0,1*28,28 ∆V = 2,828V VCmin = Vp-∆V VCmin = 28,28 – 2,828 VCmin = 25,452V Po = Pr = 20² / 20.10³ = 0,02 Po = Pin C = Pin/ f*(Vp² - VCmin) C = 0,02 / 60*(28,28² - 25,452²) C = 2,193 .10-6 ou 2,193 µF 7) Considere um circuito contendo uma bateria, um LED e um resistor limitador de corrente. Os dados estão na Tabela 2. Calcule o valor do resistor limitador de corrente (RS) e preencha na Tabela 2. Valor: 1,0 Tabela 2 - Especificações Parâmetro Valor Tensão de entrada (E) 5 V Resistor limitador de corrente (RS) Queda de tensão no LED em condução (VF) 2 V Corrente de pico direta (IF) 15 mA Potência máxima do LED (PLED) 30 mW V = 5 R =? VF = 2V IF = 15mA Pled = 30 mW Vr = V – VF = 5 – 2 Vr = 3V R = Vr / IF R = 3 / 15.10-³ R = 200 Ω 8) Para um circuito contendo uma tensão de entrada, um resistor de entrada, um diodo zener e uma resistência de carga em paralelo ao Zener, considere os dados da Tabela 3. Assinale a alternativa correspondente a tensão no Zener (VZ), a queda de tensão em R (VR), a corrente em R (IR), a corrente em RL (IRL) a corrente no Zener (IZ) e a potência no Zener (PZ). Valor: 1,0 Tabela 3. Parâmetro Valor Tensão de entrada (Vi) 24 V Resistor de entrada (R) 1 kΩ Resistor de carga (RL) 2 kΩ Tensão nominal do Zener (VZ) 15 V Potência máxima do Zener (PZM) 75 mW a) 16 V; 9 V; 8 mA; 7,2 mA; 1,2 mA; 20 mW b) 16 V; 9 V; 9 mA; 7,1 mA; 1,1 mA; 21 mW c) 16 V; 9 V; 9 mA;7,5 mA; 1,3 mA; 22 mW d) 16 V; 9 V; 9 mA; 7,5 mA; 1,5 mA; 22 mW e) 16 V; 9 V; 9 mA; 7,5 mA; 1,5 mA; 23 mW Vz = Vi * (Rl / Rl + R) Vz = 24 * (2.10³ / 2.10³ + 1.10³) Vz = 16V Vr = Vi – Vz Vr = 24 – 15 Vr = 9V Ir = Vr / R Ir = 9 / 1.10³ Ir = 9.10-³ ou 9mA Vrl = Vz Irl = Vrl / Rl Irl = 15 / 2.10³ Irl = 7,5.10-³ ou 7,5 mA Iz = Ir – Irl Iz = 9mA – 7,5mA Iz = 1,5.10-³ ou 1,5 mA Pz = Vz * Iz Pz = 15 * 1,5mA Pz = 22,5.10-³ ou 22,5mW
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