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Diodos Introdução 1. Diodo Ideal 1.1. Característica corrente-tensão O diodo ideal pode ser considerado como o elemento não-linear mais fundamental. Ele é um dispositivo de 2 terminais (anodo e catodo), tendo o símbolo de circuito e característica i-v: A característica elétrica do diodo ideal pode ser interpretada como: se uma tensão negativa for aplicada no diodo, não haverá circulação de corrente e o diodo se comportará como um circuito aberto. Um diodo que opera nesse modo diz-se estar inversamente polarizado, ou operando na direção inversa. Em um diodo ideal inversamente polarizado, a corrente é zero e diz-se que o diodo está em corte ou aberto ou desligado. Em contrapartida, se uma corrente positiva for aplicada em um diodo ideal, a queda de tensão no diodo é zero. O diodo se comporta como um curto-circuito enquanto está diretamente polarizado. Um diodo em polarização direta é dito estar em condução ou fechado ou ligado. 1.2. Encapsulamentos 1.3. Aplicação Simples: Retificador Exercício: Para o circuito abaixo, Solução: 1.4. Outra Aplicação Simples: Portas Lógicas Diodos juntos com resistores podem ser usados para implementar funções lógicas digitais. As figuras a seguir mostram duas portas lógicas com diodos. Para ver como esses circuitos funcionam, considere um sistema lógico no qual um valor de tensão de 0V corresponde a um valor lógico 0 (ou baixo) e um valor de tensão de +5V corresponde a um valor lógico 1 (ou alto). O circuito da figura da esquerda tem três entradas 𝑣𝐴, 𝑣𝐵 e 𝑣𝐶 . É fácil observar que aqueles diodos das entradas que forem conectados a +5V conduzirão, colocando a saída 𝑣𝑌 em +5V. A saída será alta se uma ou mais entradas forem altas. Logo, o circuito implementa a função lógica OU, cuja notação booleana é expressa como: 𝑌 = 𝐴 + 𝐵 + 𝐶 De modo similar o circuito da direita, implementa a função lógica E, 𝑌 = 𝐴. 𝐵. 𝐶 A característica elétrica do diodo ideal pode ser interpretada como: se uma tensão negativa for aplicada no diodo, não haverá circulação de corrente e o diodo se comportará como um circuito aberto. Um diodo que opera nesse modo diz-se estar inversamente polarizado, ou operando na direção inversa. Em um diodo ideal inversamente polarizado, a corrente é zero e diz-se que o diodo está em corte ou aberto ou desligado. Explicando um pouco mais com um porta OU de duas entradas: Explicando um pouco mais com um porta E de duas entradas: Solução: Note que 𝑣𝑋 é a saída de uma porta OU. Como um das entradas está em nível lógico 1: 𝑣𝑋 = +5V Como o primeiro amp op é um buffer de tensão: 𝑣𝑌 = 𝑣𝑋 = +5V O segundo amp op está na configuração inversora: 𝑣𝑜 = − 5 1 𝑣𝑌 = −25V 1.5. Circuitos com Diodos Ideais e Resistores Em circuitos com diodos e resistores, que não sejam os circuitos lógicos vistos anteriormente, muitas vezes é difícil determinar se um determinado diodo está aberto (cortado) ou fechado (conduzindo). A maneira de resolver o circuito é supor uma determinada condição para o diodo (aberto ou fechado) e depois verificar se a suposição é verdadeira ou falsa. Para ilustrar esta discussão, considere os dois exercícios a seguir: Solução: Suponha que os diodos D1 e D2 estão conduzindo. Neste caso, os diodos podem ser substituídos por curtos-circuitos: Note que as correntes que passam pelos diodos I1 e I2 são positivas, logo, os diodos estão conduzindo e a suposição é verdadeira. Portanto, 𝑉𝐴 = 0V e 𝐼1 = 1mA. Por razões didáticas, vamos verificar o caso em que D1 conduz e D2 não conduz: E quando D1 não conduz e D2 conduz: Vamos agora para um novo exercício que é idêntico ao anterior, onde os resistores são trocados de posição: Solução: Correção na próxima aula!!!
