Circuitos a diodo
Circuitos a diodo
Existem diversas aplicaes dos dodos em circuitos eletrnicos.
Apresentaremos abaixo alguns destes circuitos eletrnicos mais
usuais.
1. Retificadores de tenso
Estes circuitos tem por finalidade converter tenses alternadas
em tenses contnuas. Existem basicamente trs tipos de circuitos
retificadores monofsicos: retificador de meia-onda (retifica apenas
um dos semiciclos da tenso de entrada), retificador de onda
completa em ponte de diodos e retificador de onda completa
utilizando transformador com tap central. Abaixo esto desenhados
cada um destes circuitos, bem como as frmulas (aproximadas) de
converso entre tenso alternada senoidal em tenso contnua.
a) Retificador de meia-onda
Funcionamento: no semiciclo positivo o diodo se encontra
diretamente polarizado, conduzindo e aplicando a tenso de entrada
na carga. No semiciclo negativo o diodo se encontra reversamente
polarizado, no circulando corrente por ele, e consequentemente a
tenso de sada zero. Como a soma algbrica das tenses no secundrio do
transformador deve ser zero, e como no h queda sobre a resistncia
de carga, segue-se que toda a tenso do secundrio est sobre o diodo
durante o semiciclo em que ele est reversamente polarizado.
Frmulas:
*Obs.: A TPI a mxima tenso reversa que o diodo ir bloquear no
circuito e no a mxima tenso reserva suportada pelo diodo.
b) Retificador de onda completa com transformador a tap
central
Funcionamento: este retificador se comporta como a associao de
dois retificadores de meia-onda. O transformador de tap central faz
com que quando aplicado no anodo do diodo D1 uma tenso positiva em
relao ao seu tap central, est sendo aplicada uma tenso negativa no
anodo do diodo D2. No semiciclo negativo esta situao se inverte.
Com isto durante cada semiciclo apenas um dos diodos est
conduzindo, porm na carga flui corrente em ambos semiciclos (ora D1
ora D2 conduz).
Frmulas:
c) Retificador de onda completa em ponte
Funcionamento: durante o semiciclo positivo da tenso de entrada,
a corrente flui atravs do circuito d1 - RL - d3. Enquanto isto os
diodos d2 e d4 estaro reversamente polarizados. A situao se inverte
no semiciclo negativo (a corrente flui atravs do circuito d2 - RL -
d4 enquanto diodos d1 e d3 estaro reversamente polarizados).
Frmulas:
2. Circuito limitador, ceifador ou comparador de tenso
Este circuito empregado quando se deseja que o nvel de tenso em
uma determinada aplicao se situe sempre dentro de faixas
preestabelecidas (por exemplo, nunca abaixo de um valor mnimo ou
nunca acima de um valor mximo ou ambos). Para isto este tipo de
circuito ir limitar, cortar ou deformar o sinal de sada em relao ao
sinal de entrada, assegurando que os limites preestabelecidos no
sejam ultrapassados. Abaixo so mostrados alguns destes circuitos
mais usuais (as formas de ondas esto desenhadas supondo diodos
ideais, isto , desprezando a queda de tenso no diodo ):
3. Grampeadores de tenso
Este circuito tm por finalidade fixar o nvel mximo ou mnimo de
tenso em determinada aplicao, mantendo porm o sinal de sada com o
mesmo contedo harmnico do sinal de entrada (formas de onda
similares entre si, diferenciando-se apenas com relao ao valor de
tenso continua presente no sinal de sada). Um caso particular de
aplicao destes circuitos so nos restauradores CC. So circuitos
construdos com a finalidade de se recuperar o nvel contnuo da tenso
de entrada que eventualmente foi retirado via um acoplamento
capacitivo ou acoplamento CA. A tenso grampeado em zero, permitindo
recuperar o componente contnuo da entrada. Ao se colocar uma carga
resistiva no grampeador de tenso deve-se tomar o cuidado de se
escolher os valores de R e C tais que a constante de tempo t = RC
seja suficientemente grande para garantir que a tenso nos terminais
do capacitor no sofra variao significativa durante um ciclo da
tenso de entrada. Alguns destes circuitos circuito podem serem
vistos abaixo:
4. Dobrador de tenso
Este circuito converte uma tenso alternada em tenso contnua
constante de valor igual ao dobro do valor mximo da tenso alternada
de entrada (da o nome de dobrador de tenso). Ele pode ser visto
como a unio de um circuito grampeador de tenso com um retificador
de meia-onda com filtro a capacitor. Note que neste circuito, a
mximo tenso de pico inversa que os diodos iro suportar igual ao
dobro da tenso mxima de entrada. Seu funcionamento se baseia no
fato que o capacitor C1 aps ser carregado com o valor mximo da
tenso de entrada via diodo D1, no mais pode ser descarregar, pois o
diodo D1 se encontrar reversamente polarizado. Como a tenso
aplicada no conjunto D2-C2 ser igual a Vmx.sen(wt) + Vmx, o
capacitor ser carregado com 2.Vmx e no mais se descarregar pois o
diodo D2 se encontrar reversamente polarizado. O circuito abaixo
ilustra esta situao:
5. Multiplicadores de tenso
Um multiplicador de tenso formado por dois ou mais retificadores
de pico que produzem uma tenso contnua igual a um mltiplo inteiro
da tenso de pico da entrada (2Vp, 3Vp, 4Vp, e assim por diante). O
fator de multiplicao depende do ponto onde tomada a tenso, porm o
mximo valor de tenso ser igual ao valor mximo da tenso de entrada
multiplicado pelo nmero de dodos existentes no circuito.
Normalmente estes circuitos so utilizados em dispositivos de alta
tenso e baixa corrente como os tubos de raios catdicos (os tubos de
imagem dos receptores de TV, os osciloscpios, os monitores de vdeo
de computadores, etc.). O circuito abaixo mostra uma maneira de se
construir um quadruplicador de tenso. Note que o tenso mxima que os
diodos e capacitores devem suportar de duas vezes o valor mximo da
tenso de entrada com exceo do primeiro diodo que deve ser capaz de
bloquear apenas o valor mximo. Observe que o tenso entre os pontos
2 e 1 igual a Vmx, entre os pontos 4 e 3 igual a 2Vmx, entre os
pontos 5 e 1 igual a 3Vmx e finalmente, entre os pontos 6 e 3 igual
a 4Vmx.
