Trabalho Prático 2 Curva Característica de um Díodo...
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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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– 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)