trabalho prático 2 curva característica de um díodo...

Licenciatura em Engenharia Electrotécnica

Electrónica I Trabalho Prático 2

Departamento de Engenharias Raul Morais, Margarida Seixas @ 2004

Características Diodo Sinal

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Trabalho Prático 2 Curva Característica de um Díodo de Junção

Ano Lectivo 2003/2004 - 2º Semestre

O presente trabalho prático é composto

por duas secções :

Protocolo – Descrição dos procedimentos a efectuar pelo aluno. O protocolo fica para o aluno e contém os mesmos campos de resposta para registo posterior.

Relatório – Secção onde o aluno preenche com os cálculos efectuados, respostas e resultados obtidos, que será entregue ao docente no final do trabalho.





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Material necessário: (*) indica que deve ser requisitado nas oficinas

1 Fonte de alimentação

1 Multimetro

1 Osciloscópio

1 Placa de experiências (*)

1 Díodo de sínal 1N4148 (*)

1 Resistência de 1kΩ – ¼W (*)

1 Resistência de 100Ω – ¼W (*)

Objectivos:

Utilizar um ohmímetro para identificar os terminais de um díodo de junção e verificar o seu estado de funcionamento.

Compreender e testar o funcionamento de uma junção P-N directamente polarizada;

Compreender e testar o funcionamento de uma junção P-N inversamente polarizada;

Traçar e interpretar a curva característica de um díodo de junção;

Visualizar no osciloscópio a curva característica de um díodo de junção.

Introdução:

Uma junção PN caracteriza-se por possuir alta resistência quando inversamente polarizada e uma resistência reduzida quando directamente polarizada. O díodo directamente polarizado, atinge o limiar da condução para um valor da tensão que se aproxima de 0,3V para os de germânio e 0,6V para os de silício. Nunca deverá ser ultrapassado de VD máximo a que corresponde um ID máximo, indicado pelo fabricante, para que a junção não seja destruída pelo aquecimento excessivo.





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1 – Verificação do Estado do Díodo

Antes de iniciar o trabalho deve verificar a integridade do díodo. Para tal, e recorrendo a um multimetro (de preferência analógico), realize o teste indicado na figura seguinte. Se o díodo estiver em boas condições, o aparelho deverá indicar uma resistência baixa para a polarização directa, e uma resistência elevada para a polarização inversa.

(a) Polarização directa (b) Polarização inversa

Circuito 1 – Verificação da integridade do díodo. Para ambas as polarizações, meça o valor de resistência directa do díodo (RD – Pol. Directa) e da sua resistência inversa (RI – Pol. Inversa). Tome nota desses valores no quadro I. Diga, justificando, se o díodo se encontra em bom estado.

Quadro 1 – Valores de resistência directa e inversa de um díodo de sinal (1N4148).

RD (Ω)

RR (Ω)

Valores experimentais Resposta





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2 – Característica de um Díodo

Pretende-se agora determinar graficamente a característica VI do díodo em análise. Para tal irá proceder-se a medição da tensão e corrente a que o díodo está sujeito, para diversos valores de tensão de entrada. Monte o circuito representado na figura seguinte e regule convenientemente a fonte de alimentação de modo a completar o quadro de resultados.

(a) Polarização Directa (b) Polarização Inversa Circuito 2 – Circuito para determinar a característica VI de um díodo.

Para cada circuito, varie a tensão de alimentação de modo a preencher os respectivos quadros. Para cada valor de tensão V, anote o valor exacto, recorrendo a um multimetro digital.

Quadro 2 (a) Quadro 2 (b)

V (V) VR (V) VD (V) ID (mA) V (V) VR (V) VD (V) ID (mA) 0.0 ( )

0.2 ( ) - 0.2 ( )

0.4 ( ) - 0.4 ( )

0.6 ( ) - 0.6 ( )

0.8 ( ) - 0.8 ( )

1.0 ( ) - 1.0 ( )

2.0 ( ) - 2.0 ( )

4.0 ( ) - 4.0 ( )

6.0 ( ) - 6.0 ( )

8.0 ( ) - 8.0 ( )

10.0 ( ) - 10.0 ( )

Com base nos valores obtidos, esboçe no gráfico 1 a característica VI do díodo. Teça as considerações julgadas convenientes.





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Gráfico 1 – Esboço da característica VI do díodo 1N4148.

Considerações relativas ao gráfico 1

3 – Característica de um Díodo recorrendo ao Osciloscópio

Monte o circuito representado na figura seguinte e observe a característica do díodo no osciloscópio.

Circuito 3 – Esquema de ligações para visualização da característica do díodo.

Para a visualização no osciloscópio coloque-o no modo X-Y e com acoplamento DC, ligando as pontas de prova como indicado no esquema de ligações.





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Esboçe a imagem visualizada no osciloscópio.

Figura 1 – Curva característica do díodo observada no osciloscópio.

Faça a linearização da curva característica do díodo (no gráfico 2) e, com base neste, determine os valores de RDIR e RINV. Compare estes valores, com os obtidos no ponto 1 do trabalho. Desenhe os modelos linearizados do díodo de junção respectivamente, nas zonas de polarização inversa e directa.

Gráfico 2 – Modelo linearizada da característica VI do díodo 1N4148.

Cálculos, Resposta e Desenhos





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Trabalho Prático 2 Curva Característica de um Díodo de Junção

– Relatório – Ano Lectivo 2003/2004 - 2º Semestre

Elementos do Grupo

Número Nome

Classificação Obtida

(%) Por :

Data : ____ / ____ / ____





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1 – Verificação do Estado do Díodo

Quadro 1 – Valores de resistência directa e inversa de um díodo de sinal (1N4148).

RD (Ω)

RR (Ω)

Valores experimentais Resposta

2 – Característica de um Díodo

Quadro 2 (a) Quadro 2 (b)

V (V) VR (V) VD (V) ID (mA) V (V) VR (V) VD (V) ID (mA) 0.0 ( )

0.2 ( ) - 0.2 ( )

0.4 ( ) - 0.4 ( )

0.6 ( ) - 0.6 ( )

0.8 ( ) - 0.8 ( )

1.0 ( ) - 1.0 ( )

2.0 ( ) - 2.0 ( )

4.0 ( ) - 4.0 ( )

6.0 ( ) - 6.0 ( )

8.0 ( ) - 8.0 ( )

10.0 ( ) - 10.0 ( )





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Gráfico 1 – Esboço da característica VI do díodo 1N4148.

Considerações relativas ao gráfico 1

3 – Característica de um Díodo recorrendo ao Osciloscópio

Figura 1 – Curva característica do díodo observada no osciloscópio.





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Gráfico 2 – Modelo linearizada da característica VI do díodo 1N4148.

Cálculos, Resposta e Desenhos

(se for necessário utilize as costas desta folha)

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