O Relatório Diodo

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Laboratório de Dispositivos Eletrônicos

Diodo

CEE/CT025 Turma 02

Wanessa de Moraes Macedo (20159048788) - Prof. Hyane Assunção de Araújo - UFPI

Resumo-Este documento refere-se ao primeiro relatório atribuído a primeira prática em laboratório de Dispositivos Eletrônicos, onde foram abordados o funcionamento e aplicações simples de um diodo.

Palavras-chave— Anodo, catodo, curvas, diodo, fotodiodo, LED, polarização.

1. Introdução

O diodo é o elemento não-linear fundamental de um circuito, sendo também o semicondutor mais simples, ele possui dois terminais semelhantes a um resistor, porém sua característica é i-v não-linear. Ele é um componente capaz de conduzir corrente em um único sentido, podendo sua polarização ser direta ou reversa.

É constituído de uma junção p-n, materiais semicondutores isolantes que foram dopados e se tornaram condutores, quando entram em operação sua região de depleção aumenta ou diminui de acordo com a polarização do dispositivo, isso quer dizer que ocorre uma variação da altura da barreira de potencial, tendo um funcionamento semelhante a chave, tendo por si sua utilização frequente em circuitos eletrônicos.

A Figura 1 mostra a representação de um diodo, tendo como seu terminal positivo o anodo e o seu terminal negativo o catodo, suas características i-v estão representadas nas Figura 2 e 3 para diodo ideal e diodo real respectivamente.

Por existirem diversos tipo de diodo no mercado (Zener, LED, fotodiodo, Schottky, etc.), a sua aplicabilidade irá ser determinada a partir das suas curvas características.

[pic 1]

Figura 1. Representação de um diodo

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Figura 2. Característica i-v para um diodo ideal

[pic 3]

Figura 3. Característica i-v para um diodo real

1. MATERIAIS E MÉTODOS

1. Materiais

Osciloscópio

Diodo 1N4007

Resistor 1kΩ

Resistor de 1Ω

Resistor de potência 20W

Cabos de conexão

Fonte de tensão

Multisim 14.0

1. Métodos

Utilizando dois diodos 1N4007, o primeiro circuito foi proposto de forma que usássemos todas as combinações possíveis para duas chaves (A e B), e que pudesse ser feita a medição da tensão (V) no ponto em que foi especificado com a utilização do osciloscópio, e a partir dos resultados obtidos analisar de que forma o diodo se comporta e identificar que porta lógica essa característica se assemelha.

[pic 4]

Figura 4. Osciloscópio

Circuito 1:

[pic 5]

Figura 5. Simulação para o Primeiro Circuito

        Para a segunda parte da prática, dado o circuito com fonte de corrente variante composto por um resistor de 1Ω e um diodo 1N4007, foi proposto que fosse analisado a variação da tensão que o diodo fornece ao variar a corrente de 0,1A a 0,9A por três vezes, para que fosse possível a identificação da ação de agentes externos no diodo real, em seguida comparar com o simulado que seria um diodo ideal, onde sabemos que não existe essas interferências.

Circuito 2:

[pic 6]

Figura 6. Simulação para o Segundo Circuito

Como o laboratório não possui resistores de 1Ω, foi necessário utilizar um resistor de potência, para encontrar esse resistor equivalente utilizamos a fórmula da potência (1) e encontramos 0,81W, portanto utilizamos um resisto com potência máxima de 20W.

 

                                                                        (1)[pic 7]

                                        (2)[pic 8]

1. Resultados

Circuito 1 (Simulado):

A	B	AB
0	0	576 mV
0	1	612 mV
1	0	612 mV
1	1	5 V

Circuito 1 (Análise laboratorial):

A	B	AB
0	0	660 mV
0	1	715 mV
1	0	711 mV
1	1	5,18 V

A partir das combinações podemos notar que quando ambas as chaves estão ligadas ao ground (em 0), os dois diodos estão conduzindo, formando assim um curto circuito. Quando uma das chaves está ligada e a outra desligada, um diodo estará conduzindo e o outro não, portanto o diodo que estiver conduzindo estará em corte. E por fim, quando todas as chaves estiverem ligadas (em 1), todas as fontes se conectarão ao circuito, assim os dois diodos estarão em corte e possuindo uma tensão de 5V. Associando as configurações das portas lógicas, concluímos que o circuito tem um comportamento semelhante com a porta AND. Comparando as duas tabelas notamos que na simulação computacional temos dois valores de tensão iguais, diferente da análise laboratorial, isso é porque na simulação estamos utilizando um diodo ideal, no qual não sofre nenhuma interferência externa, diferente do diodo real que ao ser utilizado sofre um aquecimento devido a esses fatores.

Circuito 2 (Simulado):

I (A)	V (Ideal)
0,1	0,777
0,2	0,823
0,3	0,843
0,4	0,865
0,5	0,878
0,6	0,894
0,7	0,904
0,8	0,917
0,9	0,925

Tabela 1. Tensão sem interferência de fatores externos

Circuito 2 (Análise laboratorial):

I (A)	V1	V2	V3
0,1	0,826	0,805	0,815
0,2	0,853	0,830	0,845
0,3	0,865	0,838	0,855
0,4	0,870	0,842	0,863
0,5	0,872	0,842	0,868
0,6	0,870	0,844	0,867
0,7	0,875	0,846	0,866
0,8	0,872	0,857	0,867
0,9	0,871	0,862	0,866

Tabela 2 Tensão com interferência de fatores externos

Ao relacionar os resultados da simulação e os obtidos em análise laboratorial nas tabelas, notamos que em laboratório  os valores foram sempre bem próximos, apesar da variação do sentido em que estavam sendo medidas, por se tartar de um diodo real, essa variação ocorre por diversos fatores externos, como a tensão aplicada e temperature, porém em simulação os valores permanecem constantes por se tratar de um diodo ideal em que não haverá nenhum tipo de interferência externa mantendo sua tensão sempre a mesma.