Questão 3 - Um diodo Schottky com tensão de
e corrente de
nominais tem uma tensão em estado ligado de
e uma corrente de fuga inversa de
. Determine a perda de potência nos estados ligado e desligado nas condições nominais.
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado pede e todas as informações que ele fornece.
- O que o enunciado pede: determinar a perda de potência do diodo nas condições nominais nos dois estados:
- estado ligado (conduzindo);
- estado desligado (bloqueando).
- Dados fornecidos:
- Tensão nominal de bloqueio:
. - Corrente nominal (corrente de operação) quando ligado:
. - Tensão em estado ligado (queda direta):
. - Corrente de fuga inversa (quando desligado):
.
- Tensão nominal de bloqueio:
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (aqui explico tudo com calma).
- Potência elétrica dissipada por um elemento ôhmico ou por uma queda de tensão em regime estacionário é dada por:
onde:
-
é a potência dissipada (unidade: , watts), -
é a tensão através do elemento (unidade: , volts), -
é a corrente que atravessa o elemento (unidade: , amperes). -
Interpretação para o diodo:
- No estado ligado: o diodo apresenta uma queda de tensão direta
. A corrente que passa é a corrente nominal . A perda é a queda direta multiplicada pela corrente. - No estado desligado: o diodo suporta uma tensão de bloqueio
, mas existe uma pequena corrente de fuga . A perda é multiplicada por .
- No estado ligado: o diodo apresenta uma queda de tensão direta
-
Atenção com unidades:
deve ser convertida para ampères antes de multiplicar. Lembrar que .
Passo 3
Cálculo da perda de potência no estado ligado (condução).
- Usamos a fórmula
com e .
- Multiplicando:
- Portanto,
Passo 4
Cálculo da perda de potência no estado desligado (bloqueio), cuidando da conversão de unidades.
- Primeiro converto a corrente de fuga para ampères:
- Aplico
com e :
- Multiplicando:
- Portanto,
Passo 5
Interpretação final e observações práticas rápidas (úteis para a prova).
- Resultado prático: em regime contínuo sob as condições nominais o diodo dissipa mais potência quando está conduzindo (
) do que quando está bloqueando ( ). - Observações que normalmente aparecem em questões de prova:
- Aqui consideramos apenas perdas ôhmicas/estáticas (queda direta e fuga). Não incluímos perdas de comutação (durante ligar/desligar) nem variação de
e com temperatura. - Converta sempre mA para A antes de multiplicar.
- Aqui consideramos apenas perdas ôhmicas/estáticas (queda direta e fuga). Não incluímos perdas de comutação (durante ligar/desligar) nem variação de
- Força aí — essa conta é direta e cai muito em prova: identificar a queda de tensão no ON e a tensão de bloqueio vezes fuga no OFF é o caminho.
Resposta
Ligado:
Desligado: