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Lista de Exercícios de Dispositivos Eletrônicos

ENG 20301 – Retificadores – 2008/2

1

Retificadores (ENG - 20301)

Lista de Exercícios (Selecionados) de Dispositivos Eletrônicos

06) Determine a queda de tensão direta através do diodo cujas características aparecem na figura

abaixo, a temperaturas de -75 oC, 25

oC, 100

oC e 200

oC e com uma corrente de 10 mA. Para

cada temperatura, determine o valor da corrente de saturação. Compare os extremos de cada uma

e comente a razão entre as duas.

1

DV 2

DV 3

DV 4

DV

75 1,6V

25 1,25V

100 1V

200 0,6V

o

D

o

D

o

D

o

D

V C

V C

V C

V C

07) Com base na figura abaixo, qual seria o valor apropriado de VT para esse dispositivo?

Compare com o valor obtido de VT para o silício e o germânio.

TV

_

_

2,25V

0,7 V

0,3V

T

D Si

D Ge

V

V

V

09) a) Utilizando a curva característica da figura abaixo, determine ID, VD e VR para o circuito da

figura.

b) Repita o item anterior utilizando o modelo aproximado do diodo e compare os resultados.

c) Repita o item a) utilizando o modelo ideal do diodo e compare os resultados.



2

ON

a)

21mA

0,9V

8 0,9

7,1V

D

D

R D

R

I

V

V E V

V

DQI

DQV

b)

0,7 V

8 0,7

7,3V

7,322,13mA

0,33

D

R D

R

RD

V

V E V

V

VI

R k

c)

0V

8 0

8V

824,2mA

0,33

D

R D

R

RD

V

V E V

V

VI

R k

11) Determine a corrente I para cada uma das configurações das figuras abaixo utilizando o

modelo equivalente aproximado do diodo.

OFF

ONON

OFF

0AI 20 0,7

19,3V

19,30,965A

20

R

R

R

V

V

VI

R

10V

101A

10

R

R

V

VI

R

12) Determine VD e ID para os circuitos das figuras a seguir.

ON

ON

0,7 V

5 0,7

4,3V

4,3

2,24

1,95mA

D

o

o

oD

D

V

V

V

VI

R

I

0,7 V

8 8 0,7

1,2 4,7

1,24mA

8 1,2

8 1,48

6,5V

D

DD

T

D

o

o

o

V

VI

R k k

I

V k I

V

V



3

16) Determine Vo e ID para os circuitos das figuras.

ON

ON

OFF

ON

20 0,7

19,3V

1 19,3 1

2 4,7 2

2,05mA

o

o

oD

D

V

V

VI

R k

I

15 5

20 0,7

19,3V

19,3

2, 2

8,77 mA

15 0,7

14,3V

R D

R

R

RD

D

o

o

V V

V

V

VI

R k

I

V

V

17) Determine Vo e I para os circuitos abaixo.

ON ON ONOFF

0,3V

10 0,7

9,7 V

9,7

1

9,7 mA

D

o

o

o

V

V

V

VI

R k

I

0,7 V

10 0,7 0,7

14,6V

12

14,6 12

4,7

0,55mA

D

o

o

oR

R

V

V

V

VVI

R R

VI

R k

I

18) Determine Vo1, Vo2 e I para o circuito da figura abaixo.

ON ON

1I 2I

1

2

11

1

0,7 V

0,3V

20 20 0,7

1 1

19,3mA

o

o

o

V

V

VI

k k

I

1 22

1

1 2

0,7 0,3

0,47 1

0,85mA

19,3 0,85

18,45mA

o oV VI

k k

I

I I I

I m m

I

20) Determine Vo para a porta OR de lógica negativa da figura abaixo.

ON

OFF

5 0,7 4,3

1 1

4,3mA

4,3 1

4,3V

o

o

Ik k

I

V I R m k

V



4

21) Determine Vo para a porta AND de lógica negativa da figura abaixo.

ON

OFF

0,7VoV

22) Determine Vo para a porta da figura abaixo.

OFF

OFF

10VoV

23) Determine Vo para a configuração da figura a seguir.

OFF

ON

4,7VoV

24) Para o circuito da figura abaixo, esboce a forma de onda de vo e determine Vdc.

_ 2 110

49,52V

i pk

DC

DC

VV

V



5

0.0

-100.00

-200.00

100.00

200.00

Vi

0.0 10.00 20.00 30.00 40.00

Time (ms)

0.0

-50.00

50.00

100.00

150.00

200.00

Vo

25) Para o circuito da figura a seguir, esboce as formas de onda de vo e ir.

0.0

-5.00

-10.00

-15.00

5.00

10.00

15.00

Vi

0.0

-2.00

-4.00

-6.00

-8.00

-10.00

-12.00

2.00

Vo

0.0 10.00 20.00 30.00 40.00

Time (ms)

0.0m

-2.00m

2.00m

4.00m

6.00m

8.00m

10.00m

I(R1)



6

26) Esboce a forma de onda de vo para o circuito abaixo e determine a tensão cc disponível.

_

_

_

2 1002

63,66V

o pk

o DC

o DC

VV

V

0.0

-50.00

-100.00

-150.00

50.00

100.00

150.00

Vi

0.0 10.00 20.00 30.00 40.00

Time (ms)

0.0

-20.00

-40.00

-60.00

-80.00

-100.00

-120.00

20.00

Vo

28) Determine a tensão vo dos circuitos da figura a seguir conforme o sinal de entrada aplicado.



7

0.0

-5.00

-10.00

-15.00

5.00

10.00

15.00

Vi

0.0 10.00 20.00 30.00 40.00

Time (ms)

0.0

-1.00

1.00

2.00

3.00

4.00

Vo

3,28V

0.0

-5.00

-10.00

-15.00

5.00

10.00

Vi

0.0 10.00 20.00 30.00 40.00

Time (ms)

0.0

-5.00

5.00

10.00

15.00

20.00

Vo

14,3V

30) a) Determine VL, IL, IZ e IR para o circuito abaixo considerando RL = 180 Ω.

b) Repita o item a) se RL = 470 Ω.

c) Determine o valor de RL que estabelece as condições de máxima potência para o diodo zener.

d) Determine o valor mínimo de RL para garantir que o diodo zener está no estado ligado.

a)

maxmax

max

400

10

40mA

ZZ

Z

Z

P mI

V

I

10

180

55,55mA

LL

L

L

VI

R

I

20 20 10

220

45,45mA

ZR

s

R

VI

R

I



8

Então:

45,45 55,55

10mA!!!

Z R L

Z

I I I m m

I

Não funciona.

b)

10

470

21,27 mA

LL

L

L

VI

R

I

45,45 21,27

24,17 mA

Z R L

Z

I I I m m

I

c)

max 40mA

55,55mA

40 55,55

95,55mA

Z

L

RS Z L

RS

I

I

I I I m m

I

20

95,55

20 10104,66

95,55

RS ZS

RS

S

V VR

I m

Rm

d)

max

min max

40mA

0,1 4mA

55,55mA

4 55,55

59,55mA

Z

Z Z

L

RS Z L

RS

I

I I

I

I I I m m

I

20

59,55

20 10167,9

59,55

RS ZS

RS

S

V VR

I m

Rm

31) a) Projete o circuito da figura abaixo para manter VL em 12 V para uma variação na carga (IL)

de 0 a 200 mA. Ou seja, determine Rs e VZ.

b) Determine PZmax do diodo zener do item a).

b)

max max

max

max max

12 200

2,4 W 3W

Z Z L

Z

Z Z

P V I

P m

P P

a)

maxmax

max

min max

3

12

250mA

0,1 25mA

ZZ

Z

Z

Z Z

PI

V

I

I I

max min

min max

'

' 250 0 250mA

''

'' 25 200 225mA

16 12

' 250

16

RS Z L

RS

RS Z L

RS

RSS

RS

S

I I I

I m

I I I

I m

VR

I m

R



9

32) Para o circuito da figura a seguir, determine a faixa de Vi que manterá VL em 8 V e não

excederá a potência máxima nominal do diodo zener.

maxmax

max

min max

8

0,22

36,26mA

400

8

50mA

0,1 5mA

LL

L

L

ZZ

Z

Z

Z Z

VI

R k

I

P mI

V

I

I I

max

min

max

max

min

min

'

' 50 36,36 86,66mA

''

'' 5 36,36 41,36mA

'

8 91 86,66 15,86V

''

8 91 41,36 11,76V

RS Z L

RS

RS Z L

RS

i Z S RS

i

i Z S RS

i

I I I

I m

I I I

I m

V V R I

V m

V V R I

V m

35) Um filtro fornece uma saída de 28 V, sem carga, e 25 V para uma operação com carga

máxima. Calcule a regulação da tensão em termos percentuais.

_ _

_

28 25100% 100% 12%

25

sem carga com carga

com carga

V VReg

V

36) Um filtro a capacitor de 400 μF tem como entrada uma tensão retificada de onda completa,

com 18 V de pico. Qual a ondulação e os valores das tensões cc no capacitor para uma carga que

drena 100 mA?

rms

2,4 2,4 1000,6V

400

ccr

IV

C

4,17 4,17 10018 17V

400

cccc pk

IV V

C

40) Um capacitor de 500 μF fornece uma corrente de carga de 200 mA com ondulação de

8%.Calcule a amplitude da tensão retificada obtida da rede de 60 Hz e os valores da tensão cc no

capacitor.

2,4 100 2,4 200 10012V

500 8

cccc

IV

C Reg

4,17 4,17 20012 13,7V

500

ccpk cc

IV V

C

41) Calcule a tensão de saída e a corrente no diodo zener no circuito regulador da figura abaixo.

BEV

8,3 0,7 7,6V

7,63,8mA

2

3,80,038mA

100

15 8,3

1,8

3,72mA

3,7 0,038

3,68mA

o Z BE

oo

L

oB

i ZR

R

Z R B

Z

V V V

VI

R k

I mI

V VI

R k

I

I I I m m

I



10

42) Calcule a tensão de saída do circuito da figura abaixo.

x

8,210V

12 8,2

10V

10 12 8,224,63V

8,2

ox

Z x

o

V kV

k k

V V

k kV

k

44) Calcule a tensão de entrada mínima do retificador de onda completa e do capacitor na figura

a seguir, quando conectado a uma carga que drena 250 mA de corrente.

_

_ min _ _

_ min

_ min

1,20,85V

2 2

2

26,195 2 0,85

24,5

rr pk

c c pk r pk

c

c V

VV

V V V

V

V

_

_

rms

2 20 28,28V

4,17

4,17 25028,28

500

26,195V

2,4

2,4 250

500

1,2V

c pk

cccc c pk

cc

cc

ccr

r

r

V

IV V

C

V

V

IV

C

V

V

45) Determine o valor máximo permitido para a corrente de carga na qual a regulação é mantida

pelo circuito da figura abaixo.



11

max_ci

_ min

_ min

_

1A

3

8V

12V

in

in

in pk

I

V Vo

V

V

2 2

2 2

2 2

_ _ min

_ _ min

120 12 8 200

0,96 W

0,96192 mA

5

in

in pk in

in in pk in

in

in

ino

o

PC

f V V

P f V V C

P

P

PI

V

46) Determine o valor da tensão regulada na saída do circuito a seguir.

22

1

1

1,51,23 1 100 1,5

220

9,92V

o ref adj

o

o

RV V I R

R

kV k

V

47) Para a configuração em série do diodo da figura a abaixo, empregando a curva característica

do diodo da figura, determine:

a) VDQ e IDQ;

b) VR.

DI mA

DV V

1

3

5

7

9

1,0 2,0 3,0

2V

500

Si

RV

DV DI

DQI

DQV

1V

2 mA

2 2 1 1V

DQ

DQ

R DQ

V

I

V V



12

49) Repita os dois problemas anteriores considerando o modelo do diodo por queda de tensão

constante.

0,7 V

2 2 0,7 1,3V

DQ

R DQ

V

V V

1,32,6mA

500

1,36,5mA

200

RDQ

RDQ

VI

R

VI

R

50) Considerando os circuitos abaixo, verifique se os diodos estão em condução ou bloqueados.

fV

1R2R

1D

Circuito (a).

Estado: ___Ligado____________________

Região de operação: __Direta____________

fV

1R1D

Circuito (b).

Estado: _____Bloqueado________________

Região de operação: ___Reversa__________

fV

1R2D1D

Circuito (c).

Estado: __D1 OFF e D2 ON____________

Região de operação: D1 Reversa e D2 Direta

2V

1D1R

1V

10V 5V

Circuito (d).

Estado: ______Ligado_________________

Região de operação: __Direta___________

fV

1R

1D

Circuito (e).

Estado: ______Bloqueado______________

Região de operação: ______Reversa______

fV

1R2D1D

Circuito (f).

Estado: ___D1 ON e D2 OFF____________

Região de operação: D1 Direta e D2 Reversa



13

1V

1R

1D

2V

Circuito (g).

Estado: _____Ligado___________________

Região de operação: ___Direta___________

1V

1R

1D

2V

2D

10V

5V

Circuito (h).

Estado: _D1 Ligado e D2 Ligado_________

Região de operação: D1 Direta e D2 Direta

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