ELETRÔNICA I – 2312A – PROF. ALCEU FERREIRA ALVES 2ª LISTA DE EXERCÍCIOS – TEORIA DE DIODOS – 18/08/2008 1) Um diodo de silício tem uma corrente de saturação de 2nA em 25°C. Qual o valor de Is em 75°C? E em 125°C? 2) A 25°C, um diodo de silício tem uma corrente reversa de 25nA. A componente de fuga pela 3) 4) 5) 6) 7) superfície é igual a 20nA. Se a corrente de superfície ainda for de 20nA a 75°C, qual o valor da corrente reversa total? Num dado circuito, quando um diodo está polarizado diretamente, sua corrente é de 50mA. Quando polarizado reversamente, a corrente cai para 20nA. Qual a razão entre a corrente direta e a corrente reversa? Qual a potência dissipada num diodo de silício com polarização direta se a tensão do diodo for de 0.7V e a corrente de 100mA? Faça o gráfico I-V de um resistor de 2kΩ. Marque o ponto onde a corrente é de 4mA. Esboce o gráfico I-V de um diodo de silício com uma tensão de compensação de 0.7V e uma PIV de 50V. Explique cada uma das principais partes do gráfico. Na figura 01, qual é dissipação de potência aproximada do diodo se a corrente for de 50mA? Qual a potência dissipada quando a corrente for de 100mA? 100mA 50mA 0 0.5V 1V 1.5V 2V 2.5V 3V 3.5V 4V 4.5V 5V 5.5V 6V 6.5V 7V 7.5V 8V FIGURA 01 8) Uma fonte de tensão de 8V leva o diodo a ter um resistor limitador de corrente de 100Ω. Se o diodo tiver a característica I-V da figura 01, qual a corrente na extremidade superior da linha de carga ? Qual a tensão na extremidade mais baixa da linha de carga? Quais os valores aproximados da tensão e da corrente no ponto Q? Qual a potência dissipada pelo diodo? 9) Repita o problema anterior para uma resistência de 200Ω. Descreva o que acontece com a linha de carga. 10) Repita novamente o problema 8 modificando a fonte para 2V. O que acontece com a reta de carga? 11) A tensão da fonte é de 9V e a resistência de fonte é 1kΩ na figura 02a. Calcule a corrente através do diodo. 12) Na figura 02b a fonte é de 12V e a resistência é 47kΩ. Qual a corrente do diodo? 3 13) Na figura 02c, a fonte é de 15V, R1=68kΩ, R2=15kΩ e R3=33kΩ. Calcule a corrente no diodo. O divisor de tensão que alimenta o diodo é estabilizado? +Vs R1 Rs Rs Vs Vs + + R2 (a) (b) R3 (c) FIGURA 02 14) Suponha que a fonte de tensão seja invertida na figura 02c. Se Vs=100V, qual o valor da tensão reversa através do diodo? (utilize os mesmos valores de resistência fornecidos no probl. 13) 15) Na figura 02c, suponha que a fonte foi invertida. Se Vs=200V, R1=10kΩ e R2=10kΩ, qual(is) dos diodos apresentados na tabela a seguir não poderá ser usado no circuito, sob o risco de romper-se? Diodo VBR IFmáx 1N914 1N4001 1N1185 75V 50V 120V 200mA 1A 35A 16) Na figura 02b, a tensão da fonte é 100V e a resistência de fonte é 220Ω. Quais dos diodos apresentados na tabela do problema anterior podem ser usados no circuito? 17) Calcule a resistência direta aproximada do diodo da figura 01 nas correntes de 10mA, 50mA e 100mA. 18) Calcule a razão de resistências reversa/direta para cada um dos diodos na tabela abaixo: Diodo IF (VF) IR (VR) 1N914 1N4001 1N1185 10mA (1V) 1A (1.1V) 10A (0.95V) 25nA (20V) 10µA (50V) 4.6mA (100V) 19) Supondo que a tensão medida através do diodo da figura 03a seja 5V, pode-se afirmar que o diodo está aberto ou em curto? 20) Supondo que a resistência Rs esteja em curto na figura 03a, qual será a tensão do diodo? O que acontecerá ao diodo? 21) No circuito da figura 03a você mede 0V através do diodo e 5V na tensão da fonte em relação ao terra. O que há de errado com o circuito? 22) No circuito da figura 03b você mede uma tensão de +3V no anodo do diodo (em relação ao terra do circuito). A seguir você mede 0V no catodo do diodo. Enumere alguns dos problemas que podem estar ocorrendo com o circuito. 23) Você mede 0V no anodo do diodo da figura 03b. O que pode estar ocorrendo com o circuito? 24) Para que a corrente do diodo na figura 03a seja de 10mA, qual deverá ser o valor da resistência? 4 25) Qual deverá ser o valor de R2 na figura 03b para que a corrente do diodo seja 0.25mA? 26) Reprojete o circuito da figura 03b para atingir as seguintes especificações: Vth=4V, R3=100kΩ e um divisor estabilizado alimentando a malha que contém o diodo. +12V +5V R1 30k Ω Rs 100k Ω R2 R3 10k Ω 5kΩ (b) (a) FIGURA 03 27) Dado um diodo de silício com uma corrente reversa de 5µA em 25°C e 100µA em 100°C, calcule a corrente de saturação e a corrente de fuga superficial. Respostas 1) 64nA; 2.048µA - 2) 180nA - 3) 2.5x106 - 4) 70mW - 5) e 6) gráficos - 7) 40mW; 85mW 8) 80mA; 8V; 0.85V; 70mA; 59.5mW - 9) 40mA; 8V; 0.8V; 35mA; 28mW; menos inclinada 10) 20mA; 2V; 0.7V; 12.5mA; 8.75mW; paralela à primeira - 11) 8.3mA - 12) 0.24mA 13) 44.4µA; não é estabilizado - 14) 18.07V - 15) 1N914, 1N4001 - 16) 1N4001, 1N1185 17) 70Ω ; 16Ω ; 8.5Ω - 18) 8x106; 4.55x106; 0.229x106 - 19) aberto - 20) 0.7V; queima por excesso de potência - 21) diodo em curto ou resistor aberto - 22) diodo aberto - 23) R1 aberto ou R2 em curto - 24) 430Ω - 25) 22.94kΩ - 26) Vcc=12V; R1=2R2 ; R2 ≤ 1.5kΩ 27) IS=524.81nA; IFS=4.475µA (25°C) 5