prof. dr. hamilton klimach · 2019-05-07 · •o circuito abaixo pode ser empregado como um...
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DELET - EE - UFRGS
Circuitos Eletrônicos I
ENG 04077
DIODO DE JUNÇÃO
Prof. Dr. Hamilton Klimach
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 2
Dispositivos Eletrônicos Elementares
ATIVOS
(amplificação)
PASSIVOS
(relação IxV)
Transistor de
Junção Bipolar
BJT
Transistor de
Efeito de Campo
FET
NPN
PNP
de Junção
JFET
de Porta Isolada
MOSFET
Canal N
Canal P
Lineares
Não-Lineares
Não-reativo: R
Reativos: L, C
Diodos
Termistores
Varistores
...
DISPOSITIVOS
ELETRÔNICOS
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 3
Diodo
Válvula Unidirecional Diodo Semicondutor
DIODO CORTADO
DIODO CONDUZINDO
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 4
Diodo Ideal
Curva do Diodo Ideal Símbolo do Diodo
Circuito Equivalente
Comportamento NÃO Linear
CORTE CONDUÇÃO
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 5
Diodo Ideal
Modos de Operação
Modo de polarização DIRETA
“CONDUÇÃO”
Modo de polarização REVERSA
“CORTE”
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 6
Exercício 1
Considere os diodos ideais. Calcule o valor de I e V.
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 7
Diodo Ideal – Retificador
Circuito Retificador Modo Condução
Modo Corte
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 8
Diodo Ideal – Retificador
Funcionamento
Polarização Reversa
Polarização Direta
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 9
Diodo Ideal – Retificador
• O procedimento de análise envolve a “descoberta” dos pontos em que o diodo PASSA da condução ao corte e vice-versa.
• Descobertos estes pontos, APLICA-SE O MODELO ELÉTRICO DO DIODO EM CADA UMA DAS REGIÕES DE OPERAÇÃO.
Funcionamento
Reposta no Tempo vo X vI
Curva de Transferência
Vo = VI
Vo = 0
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 10
Diodo Ideal – Retificador
Qual a tensão sobre o diodo?
Funcionamento
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 11
Aplicação – Carregador de Bateria
• O circuito abaixo pode ser empregado como um carregador de bateria. Determine: – a fração de tempo em que o diodo conduz;
– o pico de corrente no diodo.
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 12
Exercício 2
Considere os diodos ideais e calcule
o valor de I e V.
• quando há mais de um diodo em um
circuito, como não sabemos ‘a priori’
qual a condição de operação de cada
diodo, se propõe hipóteses e se verifica
sua validade, considerando as opções
‘diodo conduzindo’ e ‘diodo cortado’.
• Como o circuito tem 2 diodos, as 4
hipóteses possíveis são: – D1 off, D2 off - D1 on, D2 off
– D1 off, D2 on - D1 on, D2 on
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 13
Exercício 3
Considere os diodos ideais e calcule
o valor de I e V.
• Como o circuito tem 2 diodos, as 4
hipóteses possíveis são: – D1 off, D2 off
– D1 on, D2 off
– D1 off, D2 on
– D1 on, D2 on
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 14
Aplicação – Portas Lógicas
• Um conjunto de diodos pode ser utilizado para implementar portas lógicas simples.
Porta “OU” Porta “E”
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 15
Diodo Real
15
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 16
Diodo de Silício – Curva IxV
Curva Ideal Curva Real
CONDUÇÃO
DIRETA
CORTE
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 17
Diodo de Silício – Curva IxV
Curva Real
CONDUÇÃO
DIRETA
CORTE
Ruptura!
CONDUÇÃO
REVERSA
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 18
Diodo de Silício – Curva IxV
1T
D
nV
V
SD eIIq
kTVT n: 1 a 2 Eq. diodo:
Constante de Boltzmann k = 1,38x10-23 J/K
Carga do elétron q = 1,6x10-19 C
Para:
T = 20C, VT = 25,2 mV ≈ 25 mV
T = 27C, VT = 25,9 mV ≈ 26 mV
T
D
nV
V
SD eII Direta: p/ VD> 100mV
SD II Reversa:
(“corrente de fuga”)
p/ VD< –100mV
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 19
Diodo de Silício – Curva IxV
• Dependência da temperatura do diodo em polarização direta com corrente constante.
•A tensão de junção VD cai aproximadamente 2mV para cada 1C de incremento na temperatura.
•Sob maior temperatura, os elétrons tem mais energia cinética e um maior número conseguiria
atravessar a barreira de potencial da junção; assim, para se manter a mesma corrente, necessita-se
uma menor tensão direta.
Dependência com a Temperatura
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 20
Diodo de Silício – Curva IxV
Dependência com a Temperatura @ Corrente Constante
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 21
Diodo de Silício – Curva IxV
Dependência com a Temperatura
Potencial de
bandgap do Silício
Vbg ≈ 1,17 V
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 22
Junção Semicondutora
• Estrutura simplificada de um diodo de junção
• Existe uma região de “contato” (junção) de dois
materiais com propriedades elétricas diferentes
Junção Semicondutora
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 23
Tabela Periódica
CONDUTORES
ISOLANTES SEMICONDUTORES
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 24
O Silício
• O Si é o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre (depois do Fe)
• É obtido do minério de Sílica ou do Quartzo
• É purificado até graus de pureza de 99,9999999% para ser usado na indústria de semicondutores
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 25
Estrutura do Átomo
O Átomo é ~50.000 vezes o tamanho do Núcleo
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 26
Estrutura do Átomo
Prótons são mantidos ‘colados’ por Neutrons
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 27
Ligação Atômica
Forças de atração e repulsão entre átomos
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 28
Ligação Atômica
Condição de Equilíbrio entre Átomos
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I
• Como o Si possui 4 elétrons no último orbital, faz parte do grupo IV e permite 4 ligações covalentes
• Seu cristal tem estrutura regular, com disposição tetraédrica (cada átomo é ligado a outros 4 átomos)
• A repetição contínua dessa estrutura forma o monocristal de Si, que é a base de fabricação dos dispositivos semicondutores e circuitos integrados
29
Cristal de Silício
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I
• Método Czochralski:
• O cristal de silício puro é fundido
• Uma semente monocristalina é introduzina na superfície
• A semente é puxada e rotada de forma a solidificar um monocristal cilíndrico no entorno
• O lingote monocristalino é desbastado, fatiado e polido, resultando em wafers com 0.6mm de espessura
30
Lingote MonoCristalino de Silício
Wafer Slicing
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I
• Um Wafer pode conter milhares de pastilhas idênticas
• Cada pastilha pode conter bilhões de transistores
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Wafer de Silício
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 32
Condutores, Isolantes e
Semicondutores
• Os níveis de energia que estão associados aos orbitais dos elétrons no átomo são
quânticos, podendo apenas assumir valores discretos.
• Quando diversos átomos se aproximam e se ligam, formando um cristal, seus
orbitais mais externos interagem, resultando em uma grande quantidade de novos
níveis de energia possíveis.
• Os níveis de menor energia são devido aos orbitais mais internos, que pertencem
individualmente a cada átomo, compondo o que se chama “banda de valência” do
cristal; os elétrons que localizados nestes níveis estão presos ao respectivo átomo.
• Os níveis de maior energia são devido aos orbitais mais afastados dos núcleos
dos átomos e definem uma região compartilhada por todos os átomos do
cristal, chamada “banda de condução”; os elétrons localizados nestes níveis estão
livres e podem fluir entre os átomos do cristal.
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 33
Condutores, Isolantes e
Semicondutores
• Um material é dito CONDUTOR, quando após preenchida a banda de valência,
sobram elétrons nos níveis da banda de condução, os quais são livres e se
movimentam se submetidos a um campo elétrico (tensão).
• Um material é dito ISOLANTE, quando somente possui elétrons nos níveis da
banda de valência (a banda de condução está vazia), os quais estão presos a cada
átomo e não conseguem se movimentar.
• Caso, em um material isolante, a “distância energética” entre as bandas de
valência e condução seja pequena (poucos eV), alguns elétrons da banda de
valência que receberem energia externa (calor, luz, etc) podem conseguir ocupar
momentaneamente a banda de condução, ficando livres e podendo se movimentar
no material, o que determina uma certa “condutividade elétrica”. Estes materiais
são chamados SEMICONDUTORES.
• A “zero” Kelvin e sem incidência de qualquer forma de energia externa, um
semicondutor se comporta como isolante (condutividade zero).
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 34
Condutores, Isolantes e
Semicondutores
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 35
Silício Monocristalino Intrínseco
• Os átomos são mantidos unidos através do compartilhamento de elétrons, em ligações covalentes
• Os elétrons presos a estas ligações não estão livres
• Cada átomo possui 4 elétrons no último orbital e se liga a outros 4 átomos para preencher seu último orbital O Si cristalino possui cerca de 5x1022 átomos por cm3.
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 36
Silício Monocristalino Intrínseco
• Algumas ligações covalentes rompem por agitaçação térmica (ionização)
• Portadores de carga livres são gerados possibilitando a condução de corrente (elétrons e lacunas livres)
• Há contínua geração e recombinação de pares elétron-lacuna
• Geração térmica de portadores: condutividade aumenta com a temperatura
• O Si é chamado de semicondutor porque sua condutividade está entre a dos condutores e a dos isolantes.
No Si se encontra cerca de 1010 pares elétron-lacuna livres
por cm3 gerados termicamente a 300K (27 ºC) .
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 37
Silício Monocristalino Extrínseco - N
• Criado através de contaminação controlada (dopagem) do Si puro
• Cada átomo de impureza cria um elétron livre (portador majoritário)
• Inserção de impurezas doadoras do Grupo V cria o silício Tipo N
• Fósforo (P) e Arsênico (As) possuem 5 (4+1) elétrons no último orbital
Geralmente se utiliza concentrações de dopantes entre 1015
e 1019 átomos por cm3 de Si.
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 38
Silício Monocristalino Extrínseco - P
• Criado através de contaminação controlada (dopagem) do Si puro
• Cada átomo de impureza cria um elétron livre (portador majoritário)
• Inserção de impurezas aceitadoras do Grupo III produz silício Tipo P
• Boro (B) e Alumínio (Al) possuem 3 (4-1) elétrons no último orbital
Geralmente se utiliza concentrações de dopantes entre 1015
e 1019 átomos por cm3 de Si.
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 39
Concentrações de portadores
• Silício intrínseco cristalino:
– ≈ 5x1022 átomos/cm3
– ≈ 1010 portadores/cm3 @ 300 K (27 ºC) por geração
térmica (portadores minoritários)
• Concentração de dopantes (Si extrínseco):
– em torno de 1015 a 1019 átomos/cm3 (cada átomo dopante
gera um portador livre – majoritário)
– o Si é considerado degenerado quando dopado acima de
1020 átomos/cm3
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 40
Concentrações de portadores
• Silício cristalino intrínseco vs extrínseco:
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 41
• Corrente elétrica é o deslocamento de portadores de carga elétrica (elétrons ou “lacunas” livres): I = ΔQ/Δt
• Existem dois mecanismos que provocam o movimento de portadores: Difusão: agitação térmica Deriva: campo elétrico
• q: carga do elétron
• A: área da seção considerada
• μ: mobilidade dos portadores
• n: concentração de portadores (cargas livres)
• V: tensão externa aplicada
• Vt: potencial térmico (kT/q = 26mV @ 27ºC)
Mecanismos de Condução de Carga - A
Corrente Elétrica
dx
dnVqAI tdif
dx
dVnqAIder
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 42
Junção pn em Aberto
Junção pn em Circuito Aberto Distribuição do potencial
Região de Depleção
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 43
Polarização da Junção
Junção pn em Polarização Reversa
A capacitância de depleção é modulada através de um potencial aplicado reversamente:
Varicap, utilizado na sintonia de circuitos receptores de RF.
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 44
Polarização da Junção
Junção pn em Polarização Direta
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 45
Diodo Real
Análise de Circuitos
45
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 46
Solução Analítica
• Sistema de equações NÃO Lineares
DDDD IRVV
T
D
nV
V
SD eII
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 47
Solução Gráfica
R
VVI DDD
D
Conceito de Ponto de Operação – Q
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 48
Modelo Simplificado 2 parâmetros
• Aproximação da
curva exponencial
por segmentos de
reta.
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 49
Modelo Simplificado 2 parâmetros
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 50
Solução Analítica com o Modelo
D
DDDD
rR
VVI
0
DDDD IrVV 0
Solução Analítica com Modelo VD+rD:
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 51
Modelo Simplificado 1 parâmetro
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 52
Modelo Simplificado 1 parâmetro
Diodo de Junção pn Ideal
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 53
Diodos Operação sob Sinal
53
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 54
Modelo de Pequenos Sinais
• A fonte VD define o valor médio das tensões e correntes (Ponto Quiescente – Q)
– Análise CC
• A fonte vd é uma variação no entorno de Q
– Análise CA
CC
CA
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 55
Análise Polarização + Sinal
)()(
)()(
tvVtv
tvVtV
DDD
sCC
Polarização – CC Pequenos Sinais - CA
DQ
T
QS
DT
DD
Dd
I
nV
I
inV
ii
vr
ln
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 56
Exemplo
• O circuito ao lado é utilizado como regulador de tensão.
• Determine o comportamento deste regulador considerando:
– Uma variação de 10% na tensão da fonte
– O comportamento deve ser analisado SEM e COM a ligação de um resistor de carga de 1kΩ
– Suponha VD0 = 0,7V, VT = 26mV e n = 2
• Quanto varia percentualmente a tensão de saída para os dois casos? (sem e com carga)
R:
%6,23,26:/
%9,14,19:/
O
OO
O
OO
V
VmVpVcc
V
VmVpVcs
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 57
Diodo em Polarização Direta
Curva Real Modelo com 2
parâmetros
Modelo Ideal
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 58
Diodo em Polarização Direta
Modelo de Pequenos Sinais (AC) Modelo Polarização (CC)
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 59
Diodos Retificadores Fontes de Alimentação
59
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 60
Fonte Alimentação
Diagrama em Blocos
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 61
Retificador de Meia Onda
Retificador Circuito Equivalente
Curva de Transferência Formas de Onda de Entrada e Saída
Obs: tensão reversa
nos diodos igual ao
valor de pico de Vs
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 62
Retificador de Onda Completa – tap
central
Curva de Transferência
Formas de Onda de Entrada e Saída
Obs: quando reversamente
polarizado, cada diodo terá de
suportar uma tensão máxima de até
2xVs_pico-VD
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 63
Retificador de Onda Completa – ponte
de diodos
Formas de Onda de Entrada e Saída
Obs: tensão reversa
nos diodos igual ao
valor de pico de Vs
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 64
Filtro – sem carga
•O CAPACITOR é carregado através do diodo, armazenando energia (carga elétrica).
•Após carregado, não há caminho de descarga, e a tensão no capacitor se mantém
constante.
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 65
Filtro – com carga
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 66
Aproximação para Projeto do Filtro
r
LCC
V
TICdti
Cv
1T= 16,7ms p/ ½ onda em 60Hz
T= 8,3ms p/ onda completa em 60Hz
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 67
Retificador de onda completa com
capacitor-filtro: simulações
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 68
Escolha dos Diodos
Especificação do Diodo (ex. 1N400X):
•Corrente média máxima (IFAV): corrente direta média que o diodo suporta em uso contínuo
•Corrente de pico repetitiva máxima (IFRM): corrente direta de pico que o diodo suporta
repetidamente em uso e está relacionada aos ciclos de recarga do capacitor
•Corrente de pico não-repetitiva máxima (IFSM): corrente direta de pico que o diodo suporta
sem repetição (ou com repetição espaçada) e está relacionada ao ciclos de carga completa do
capacitor, que ocorre quando a energia é ligada
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 69
Diodo Zener e Reguladores de Tensão
69
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 70
Diodo Zener
• Os diodos Zener operam na região de “ruptura reversa”
– Vz < 5V – Efeito Zener (Coef. Térmico negativo)
– Vz > 5V – Efeito Avalanche (Coef. Térmico positivo)
Símbolo
Curva IxV Característica
maxmin
nom
max
1,0 ZZ
Z
ZZ
II
V
PI
Limites de Operação
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 71
Modelo do Diodo Zener – polarização
reversa
ZzZZ IrVV 0
Símbolo
Modelo
Eq. de Modelo
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 72
Manual da Série BZX79 Philips
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 73
Regulador Paralelo Com Zener
• O diodo Zener do
circuito tem
– Vz = 6,8V@5mA
– rz = 20Ω
– IZK= 0,2mA (IZmin)
ZzZZ IrVV 0
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 74
Regulador de Tensão
• Reguladores para Fontes de Alimentação
– Lineares
• Regulador Série (ex.: 7805, LM319)
• Regulador Paralelo (ex: zener, TL431)
– Chaveados
Interruptor
e
Proteções
Transformador Retificador Filtros
REGULADOR
DE TENSÃO Carga
Rede
AC
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 75
Regulador de Tensão – Função
• Estabilizar a tensão de saída (fornecida à carga)
contra:
– Variações na tensão da rede AC (flutuações)
– Variações de consumo da carga (IL)
– ripple
– outras perturbações
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 76
Tipos de reguladores lineares
• Série
– O elemento de regulação encontra-se em série com a
carga (regulação em tensão)
– A queda de tensão sobre o regulador é ajustada
continuamente de forma a manter VL estável, mesmo
com variações em VF
Transformador
+
Retificador
+
Filtros
Rede
AC Regulador
Carga
+
VL
-
+
VF
-
IF IL
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 77
Tipos de reguladores lineares
• Paralelo
– O elemento de regulação encontra-se em paralelo com a carga (regulação em corrente)
– A corrente de regulação é convertida em queda de tensão por uma impedância (Z); esta corrente é continuamente ajustada de forma a manter VL estável, mesmo com variações em VF
Transformador
+
Retificador
+
Filtros
Rede
AC
Regulador Carga
+
VL
-
+
VF
-
IF IL
Z
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 78
Projeto: Regulador de Tensão
R
+
VZ
–
Dz VF
IZ
RL
IF
+
–
IL
VL
+
–
Regulador
• O regulador de tensão paralelo com zener é projetado através do dimensionamento de seus componentes, ou:
1)Diodo Zener: definição do seu valor nominal de tensão e potência; outros parâmetros podem ser dimensionados, como sua estabilidade térmica, resistência dinâmica, etc.
2)Resistor Série: definição do seu valor nominal e potência.
LZnomF
Z IR
VVI
Corrente no Zener:
maxmin
nom
max 1,0 ZZ
Z
ZZ II
V
PI
Limites da corrente no Zener:
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 79
Projeto: Regulador de Tensão
• Condições a serem satisfeitas 1)Regulação Mínima: quando a tensão
VF for mínima e a carga RL consomir a máxima corrente, deve sobrar para o Zener a mínima corrente que garante boa regulação (IZmin).
• Assim:
minmax
minmax
ZL
ZnomF
II
VVR
max
max
minmin L
ZnomFZ I
R
VVI
R
+
VZ
–
Dz VF
IZ
RL
IF
+
–
IL
VL
+
–
Regulador
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 80
Projeto: Regulador de Tensão
• Condições a serem satisfeitas 2)Segurança do Zener: quando tensão
VF for máxima e a carga RL consomir a mínima corrente, a corrente de Zener não deve ultrapassar o limite máximo permitido, para que o Zener não seja destruído (IZmax).
• Assim:
maxmin
maxmin
ZL
ZnomF
II
VVR
min
min
maxmax L
ZnomFZ I
R
VVI
R
+
VZ
–
Dz VF
IZ
RL
IF
+
–
IL
VL
+
–
Regulador
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 81
Projeto: Regulador de Tensão
• Assim, obtém-se através da especificação uma faixa de valores para o projeto de ‘R’.
• Deve-se selecionar um valor comercial para ‘R’, considerando-se que:
– ‘R’ próximo de Rmax reduz a corrente no zener, aumentando o rendimento e reduzindo a regulação (maior rz);
– ‘R’ próximo de Rmin aumenta a corrente no zener, reduzindo o rendimento e aumentando a regulação (menor rz);
• O projeto deve resultar em
• Caso contrário, deve-se alterar alguma definição já feita, como a escolha da potência do zener.
minmax RR
maxmin
maxmin
minmax
minmax
ZL
ZnomF
ZL
ZnomF
II
VVR
II
VVR
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 82
Especificação de Reguladores
• Normais
– VLnom
– Corrente de saída máxima e mínima (ILmax e ILmin)
– Variação % de VF
• Outras
– Valor nominal de VF (trafo + filtro)
– Potência máxima do Zener
– Regulação de VL
– Rendimento: η=PL/PI
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 83
Diodos Circuitos Limitadores e Conformadores
83
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 84
Circuitos Limitadores
vi vo
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 85
Circuitos Limitadores
• Restringir a excursão de
um sinal dentro de
certos limites
– limite superior L+
– limite inferior L-
– ganho K (faixa não
limitada)
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 86
Circuitos Limitadores
• Limitador Ideal
• Limitador Real
(uso de diodos)
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 87
Circuitos Limitadores – exemplos
• Limite superior
• Limite inferior
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 88
Circuitos Limitadores – exemplos
• Dois limites
• Ajuste do limite
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 89
Circuitos Limitadores – exemplos
• Fixação de limites através de diodo zener
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 90
Circuitos Conformadores
• Alteram a forma de um sinal, através da definição
de uma função entrada-saída não-linear e arbitrária
5,7V
-5,7V
5,7V 8,85V
12V vi
vo
inclinação 1:1
inclinação 2:1
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 91
Circuitos Conformadores – exemplo
• Gerador de Funções: ondas retangular, triangular e senoidal
Integrador
dtvR
Comparador
vo
vi
Conformador
vo
vi
Retangular
Triangular
Senoidal
vT
vR
vS
ENG-04077 – Circuitos Eletrônicos I 92
Circuitos Conformadores – exemplo
• Conformador senoidal simples:
– cada quadrante da senóide é aproximado através de 3 segmentos de reta
– os dois pontos de transição entre os 3 segmentos são determinados pelas tensões dos zeners
– funciona para os semi-ciclos positivo e negativo
– necessita de um sinal triangular com 10Vp
R=1k
DZ1
3V3
DZ2
vo
+
–
R1=2,7k
DZ3
5V6
DZ4
R2=390
vi
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