Prova de Circuitos Eletrônicos - Análise de Diodos e Fontes de Alimentação

PUCPR ESCOLA POLITÉCNICA ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO Projeto de Circuitos Eletrônicos 14 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ ESCOLA POLITÉCNICA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO CURSO DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO 2248 PROJETO DE CIRCUITOS ELETRÔNICOS PL0501004Ac P R I M E I R A A V A L I A Ç Ã O Aluno Data 04 05 2022 1 Semestre M Instruções para a Prova A interpretação das questões é parte da avaliação Logo não se responde a perguntas durante a realização da prova Leia atentamente toda a prova antes de resolvêla Coloque seu nome Não utilizar folhas adicionais ou rascunhos Não serão permitidas consultas aos colegas professor ou a qualquer fonte 1 Qual o comportamento de um diodo ideal quando polarizado diretamente e quando polarizado reversamente 05 UM DIODO QUANDO POLARIZADO DIRETAMENTE COMPORTASE COMO UM CURTOCIRCUITO QUANDO POLARIZADO REVERSAMENTE COMPORTASE COMO UM CIRCUITO ABERTO 2 Dado um material tipo p descreva quem é o portador majoritário e quem é o portador minoritário 05 PARA UM MATERIAL TIPO p OS PORTADORES MAJORITÁRIOS SÃO AS lacunas E OS PORTADORES MINORITÁRIOS SÃO OS elétrons 3 Defina o que vem a ser material intrínseco 05 MATERIAL INTRÍNSECO É O MATERIAL SEMICONDUTOR PURO QUE NÃO RECEBEU NENHUM DOPANTE 4 Dado o circuito abaixo com diodos reais determinar VOUT e ID1 ID2 e IOUT 05 Neste circuito somente o diodo de Germânio irá conduzir por possui uma limiar de tensão menor que a do diodo de Silício Logo ID2 0A e ID1 será ID1 2003 6800 onde ID1 resulta em ID1 29mA A tensão VOUT será VOUT 20 03 logo VOUT 197V Projeto de Circuitos Eletrônicos primeira avaliação PUCPR ESCOLA POLITÉCNICA ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO Projeto de Circuitos Eletrônicos 24 5 Mostrar o circuito de uma fonte de alimentação com retificação em onda completa em ponte regulada por um diodo zener 10 6 A partir do circuito do item 5 e dos dados abaixo calcular o capacitor de filtro após a retificação calcular o valor do resistor do zener RZ inserir capacitores após a regulação zener 40 Diodos de Silício modelo Real Tensão de saída da fonte de alimentação VOUT 12VDC Transformador com entrada primária de 127V e saída secundária de 15V e corrente de 500mA Variação da carga de 50Ω a 50kΩ Calcular o capacitor de filtro para um VOVP 01 regulação 10 Características do diodo Zener VZ 12V IZMAX800mA CÁLCULO DE C1 Carga após a retificação 15 2 07 07 1981V logo RL 1981500 x 103 onde RL 3962Ω Cálculo de C1 será C1 T RL x Reg 833ms 3962 x 01 logo C1 2102 µF Valor de C2 100ƞF Cálculo de RZ Levandose em conta que a tensão de entrada da rede e consequentemente a tensão do secundário do transformador que é fixa e que existe uma carga RL variável sendo alimentada pelo circuito a configuração do circuito de regulação utilizando diodo zener será do tipo CARGA VARIÁVEL e TENSÃO DE ENTRADA CONSTANTE Cálculo da corrente máxima e mínima exigida pela carga RL para uma tensão de saída VOUT 12V Uma vez que a carga RL varia de 50Ω a 50kΩ a corrente irá variar de 240mA máxima à 240μA mínima para tensão de 12V Projeto de Circuitos Eletrônicos primeira avaliação PUCPR ESCOLA POLITÉCNICA ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO Projeto de Circuitos Eletrônicos 34 Observase que a tensão do secundário do transformador poderia ser menor e a corrente do diodo zener também poderia ser menor A corrente do transformador está adequada para o circuito Cálculo da Corrente IZm Como RL é variável e VZ é constante esta condição é mais crítica no caso em que RL assume o seu valor mínimo RLm ou seja quando a corrente na carga é máxima e IT é mínima ITmin IZmin IRLM logo a corrente total mínima será ITmin 80 x 103 240 x 103 logo ITmin 320mA Cálculo da Resistência máxima RZM RZM VIN VZ IZm IRLM logo RZM 1981 12 320 x 103 onde RZM 2440Ω Cálculo da Corrente IZM Neste caso esta condição é mais crítica por RL assumir seu valor máximo RLM quando a corrente da carga é mínima IRLm e a corrente IT é máxima ITMAX IZMAX IRLm logo a corrente total máxima será ITMAX 800 x 103 240 x 106 logo ITMAX 80024mA Cálculo da Resistência máxima RZm RZm VIN VZ IZM IRLm logo RZm 1981 12 80024 x 103 logo RZm 975Ω A resistência RZ terá o valor RZm RZ RZM logo RZ 1707Ω Os capacitores C3 e C4 serão respectivamente C3 470µF em torno de 20 do capacitor C1 e C4 100nF este utilizado para eliminar ruídos de AF Projeto de Circuitos Eletrônicos primeira avaliação PUCPR ESCOLA POLITÉCNICA ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO Projeto de Circuitos Eletrônicos 44 7 Dado o circuito ceifador abaixo diga qual é o tipo do mesmo É inserido um sinal senoidal de 60Hz e amplitude de 10VPP Mostrar a forma de onda na saída e mostrar o circuito equivalente Considerar o diodo do tipo ideal 10 Ceifador Negativo Não Polarizado 8 Dado o circuito grampeador e o sinal aplicado a sua entrada do tipo quadrado com amplitude de VIN 20V mostrar o sinal de saída com os respectivos cálculos 10 Neste circuito o Sinal de Entrada Quadrado tem uma excursão de VIN 20V ou seja VIN 10V e VBAT 10V No semiciclo positivo o sinal quadrado carrega o capacitor com 10V e o diodo D1 está polarizado diretamente com VBAT tendo o potencial maior para o catodo do diodo D1 Desta forma a tensão de saída no semiciclo positivo será 0V zero No semiciclo negativo o sinal de saída será a soma da tensão de C1 VBAT e a tensão de saída VOUT 20V