Questão 6 - CIRCUITOS COM DIODOS. (Vale 4 pontos ou 25 %)
Um circuito é composto por uma fonte de tensão contínua de 20 V conectada em série com um resistor de
e dois diodos de silício em série (modelo de terceira aproximação:
resistência de corpo de
).
a) Calcule a corrente no circuito.
b) Suponha agora que um terceiro diodo de germânio (queda de
e resistência de
) seja adicionado em série. Recalcule a corrente.
c) Compare os resultados e discuta o impacto da resistência de corpo no dimensionamento de circuitos com múltiplos diodos.
a) Calcule a corrente no circuito.
b) Suponha agora que um terceiro diodo de germânio (queda de
c) Compare os resultados e discuta o impacto da resistência de corpo no dimensionamento de circuitos com múltiplos diodos.
Passo 1
Resumo do enunciado: temos uma fonte contínua de
,V em série com um resistor de
e diodos modelados por uma queda fixa mais resistência interna. No item (a) há dois diodos de silício (cada um com
,V e
,
), e no item (b) adiciona-se um diodo de germânio (com
,V e
,
). O conteúdo é a lei das malhas (KVL) e a associação de resistências em série para achar a corrente.
Passo 2
Para o item (a) escrevemos a KVL: a tensão da fonte se distribui na queda fixa dos diodos e nas resistências em série. Logo,
Aqui
,V e
,
, com
.
Isolando temos
Isolando
ou seja,
,mA.
Passo 3
Para o item (b) acrescentamos o diodo de germânio: agora
,V e
,
. A KVL fica
Calculando
neste caso,
ou seja,
,mA.
Passo 4
Comparação e discussão: ao incluir o diodo de germânio, a corrente caiu de
,mA para
,mA, uma redução de cerca de
%. Isso mostra que a resistência de corpo dos diodos em série pode ter impacto não desprezível no dimensionamento do circuito, pois reduz a corrente disponível. Em projetos com muitos diodos em série ou correntes elevadas, é importante levar em conta não só a queda de barreira, mas também as resistências internas para prever corretamente o comportamento.
Resposta
(a)
,mA.
(b) ,mA.
(c) A resistência interna soma em série e reduz a corrente; em circuitos com vários diodos, negligenciar esse termo pode levar a erro significativo no dimensionamento.
(b)
(c) A resistência interna soma em série e reduz a corrente; em circuitos com vários diodos, negligenciar esse termo pode levar a erro significativo no dimensionamento.