Ficha prática n.º 30 práticas de eletricidade: introdução à eletrónica

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formação

ficha prĂĄtica n.Âş 30 prĂĄticas de eletricidade INTRODUĂ‡ĂƒO Ă€ ELETRĂ“NICA Manuel Teixeira e Paulo Peixoto ATEC – Academia de Formação

Analisamos nos artigos anteriores a tecnologia, princípio de funcionamento e aplicaçþes do díodo de Zener e os díodos emissores de luz. Nesta edição faremos referência a dois díodos de aplicaçþes específicas: os díodos Schottky e os díodos Varicap.

7. Díodos Schottky Quando os circuitos eletrónicos operam a frequências elevadas o comportamento dos díodos para pequenos sinais começam a apresentar desvios ao seu funcionamento normal. Estes díodos deixam de interromper com rapi

Figura 48 SĂ­mbolo do dĂ­odo de

Schottky (de notar a forma de S este problema Ê a utilização de díodos do traço que indica o cåtodo).

Schottky.

problema prende-se com o seguinte: se um dĂ­odo for polarizado inver

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' 2

estas cargas contribuem para a corrente inversa.

O intervalo de tempo atÊ bloquear um díodo polarizado diretamente chama-se tempo de recuperação inversa - Tri ou do inglês Trr - reverse recovery time 6

versa ĂŠ o tempo que a corrente inversa demora a reduzir-se a 10% da corrente direta.

6 8 *"9*9;

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4 9 % #

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seu efeito a frequĂŞncias abaixo dos 10 MHz.

7.1. FenĂłmeno do armazenamento de cargas

! problema dos dĂ­odos convencionais a frequĂŞncias elevadas - superiores a 10 MHz. " #

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& a região N. Quanto maior for a duração de vida mais longe podem ir as cargas antes da recombinação. ( )

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regiĂŁo N e aĂ­ permanecem algum tempo armazenadas.

Quanto maior for a corrente direta maior serĂĄ a quantidade de cargas

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cargas penetram profundamente e mais tempo permanecem nas bandas de energia.

3

4

$ ' perior e de lacunas na banda de energia inferior designa-se por armazenamento de cargas. Quando se tende a levar um díodo em condução #

' 5

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Tabela 6 Extrato da folha de dados do díodo 1N4148 onde se salienta o tempo de recuperação inversa.

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Figura 49 Resposta do circuito a uma onda sinusoidal de entrada - frequĂŞncias baixas.

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o sinal de saída começa a afastar-se de uma meia onda como mostra

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pråticas de eletricidade dores em ponte de tensão baixa uma vez que, só subtrai 0,25 V em vez do valor normal de 0,7 V no caso dos díodos de junção PN.

De seguida Ê apresentado um circuito recetor FM com utilização de um díodo Varicap.

8. Díodos Varicap 8.1. Constituição e princípio de funcionamento Todos os díodos apresentam uma capacidade variåvel com a tensão aplicada. O díodo Varicap Ê um tipo especial de díodo obtido atravÊs do controlo das condiçþes de fabrico da junção PN. Neste caso, a concentração de dopante na junção Ê gradual, isto Ê, a concentração de dopante aumenta de um lado da junção em relação ao outro, de modo que a capacidade da junção varia com a intensidade da tensão inversa. Todos os díodos de junção PN apresentam esta caraterística, porÊm, no caso do Varicap, este comportamento Ê mais pronunciado, como mostra a Figura 52.

Figura 55 Circuito recetor FM.

Teste de conhecimentos n.º 7 P1 Enumere as diferenças entre o díodo de junção e o díodo Schottky.

P2 O díodo BB809(1) Ê um díodo Varicap utilizado em circuitos de sintonia de televisão. Com base no datasheet indique qual a måxima tensão inversa que o semicondutor pode suportar em condiçþes de funcionamento normal (temperatura ambiente).

Figura 52 Curvas de capacidade para um dĂ­odo normal e um dĂ­odo Varicap.

O símbolo deste componente Ê apresentado na Figura 53. O modo de funcionamento depende da capacidade existente na junção PN quando o elemento estå inversamente polarizado. Conforme o potencial de polarização inversa aumenta, a largura da região de depleção tambÊm aumenta, o que reduz a capacidade de transição. A curva caraterística da tensão inversa (V R) em função Figura 53 Símbolo do díodo da capacidade (C) deste díodo Ê representaVaricap. da na Figura seguinte.

Figura 55 Extrato da Folha de dados do dĂ­odo Varicap BB809.

(1)

semiconductor concebido pela â&#x20AC;&#x153;Philips Semiconductorsâ&#x20AC;?

IF - average forward current - corrente direta mĂŠdia V F - forward voltage - tensĂŁo direta

Solução do teste anterior (n.º 6) P1 Resolução Cålculo da resistência R:

Figura 54 Caraterística da tensão inversa (V R) em função da capacidade (C).

P2 Resolução Cålculo do valor da resistência limitadora:

8.2. Aplicaçþes do díodo Varicap O díodo Varicap Ê um condensador controlado por tensão (VCC) e Ê utilizado em algumas das åreas de aplicação de alta frequência onde se incluem moduladores FM, dispositivos de controlo de frequências au 4

& 4

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Bibliografia do artigo Malvino (2000). Princípios de Eletrónica (Vol. 1 e 2). McGraw-Hill (Sexta edição).

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