Relatórios das Práticas de Eletrônica Analógica

Eletrotécnica

Semestre 3

Eletrônica Analógica

Professor Gilmar

Técnico Modular

Maria Rayanne Alves Rodrigues Moreira

> rayanne.rodrigues@hotmail.com

Fortaleza, dezembro de 2011.

Introdução Teórica

Com o auxílio de recursos inovadores, transistores, diodos e diodo Zener a eletrônica passa por avanços que melhoram o desenvolvimento de fontes de alimentação.

A qualidade de uma fonte de alimentação depende da regulação da carga, regulação de linha e resistência de saída.

A regulação de linha e a regulação de carga de uma fonte de alimentação não regulada são muito altas para a maioria das aplicações. Usando um regulador de tensão entre a fonte de alimentação e a carga, podemos melhorar significativamente as regulações de linha e carga. Um regulador de tensão linear usa um dispositivo que opera na região linear para manter a tensão na carga constante. Existem dois tipos fundamentais de reguladores lineares: os tipos paralelos e série.

As práticas realizadas no laboratório do Instituto Federal de Educação e Tecnologia abordam a teoria vista em aula e explanam sobre o conteúdo acima.

Material Utilizado

Resistores LEDs Matriz de Contato Fios Condutores Multímetro Digital Diodos Reguladores Transistores Circuitos Integrados Capacitores Potenciômetro Fonte

Resultados Experimentais

Prática 00 – Realizada em 25 de novembro de 2011.

Regulador Série Básico à Zener

Circuito Aplicativo 01:

01) Medir:

VIN = 20VVRS = 13.7VVZ1 = 6.14VVOUT = 6.14VI = 20mA

02) Calcular:

PZ1 = VZ*IZ = 6.14*21.8m = 133.8mW

IRS = 13.7/483 = 28mAIRL = 6.14/997 = 6.2mAIZ = IRS – IRL = 28m – 6.2m = 21.8mA

PRS = VRS*IRS = 13.7*28m = 323.6mW

03) Explicar o funcionamento do circuito e o funcionamento de cada componente.

O diodo Zener opera na região de ruptura, produzindo uma tensão de saída igual à tensão Zener. Quando a corrente de carga varia, a corrente do diodo Zener aumenta ou diminui para manter a corrente através de RS constante. O resistor série funciona como um limitador de corrente.

Regulador Série Básico à Transistor

Circuito Aplicativo 02:

01) Medir:

VIN = 20VVRS = 8.04VVZ2 = 11.8VVOUT = 11.2VI = 60mAVCE = 8.7VVBE = 0.64VΒCC = 48

02) Calcular:

PZ1 = VZ*IZ = 11.8*19.8m = 233.64mW

IRS = (20-11.8)/483 = 20mAIRL = 11.20/2K = 5.6mABCC = IC/IB = IB = 5.6m/48 = 117µAIZ = IRS – IB = 20m – 117µ = 19.8mA

PDT1 = (VIN-VOUT)IL = (20-11.2)5.6m = 49.28mW

03) Explicar o funcionamento do circuito e o funcionamento de cada componente.

Para grandes correntes de carga, a regulação de carga de um regulador Zener aumenta porque a variação na corrente através da resistência Zener pode variar a tensão de saída significativamente. Acrescentando um transistor melhoramos a regulação de carga para grandes correntes. Pois a tensão na carga será: VOUT = VZ + VBE.

Assim o circuito mantém a tensão de saída constante: se a tensão de saída tende a aumentar, o aumento é acoplado através do diodo Zener à base do transistor. Uma tensão de base maior produz uma maior corrente de coletor através de RS. A queda de tensão maior em RS desloca a maior parte da tentativa de aumento na tensão de saída.

Se a tensão de saída tende a diminuir, a tensão realimentada para a base reduz a corrente de coletor e ocorre uma menor queda de tensão em RS. A tentativa de alteração na tensão de saída é deslocada como uma variação oposta na tensão no resistor série. A única variação perceptível é uma ligeira diminuição na tensão de saída.

Prática 01 – Realizada em 02 de dezembro de 2011.

Prática da Regulação de Tensão com Ajuste na Tensão de Saída.

Circuito Aplicativo 01:

01) Levantar o esquema do circuito regulador com os valores dos componentes:

02) Anotar as tensões de saída:

VOUTMÍNIMO = 6.75V

VOUTMÁXIMO = 11.44V

03) Medir as principais tensões internas dos circuitos e ganho dos transistores:

Transistor 01 (Q1):

β: 47

VBE = 0.58V

VCE = 8.16 V

VBC = 7.58V

Transistor 02 (Q2):

β: 294

VBE = 2.26V

VCE = 0.66V

VBC = 0.153V

04) Explicar o funcionamento do circuito e a função de cada componente:

Num regulador de dois transistores, se VOUT tenta aumentar devido a um aumento na tensão de linha ou um aumento na resistência de carga, mais tensão é realimentada na base de Q2. Isso produz uma grande corrente de coletor de Q2 e menos tensão de base em Q1. A tensão de base reduzida no seguidor do emissor Q1 quase compensa toda a tentativa de aumento na tensão de saída.

Se a tensão de saída tentar diminuir por causa de uma diminuição na tensão de linha ou uma diminuição na resistência de carga, haverá menos tensão de realimentação na base de Q2. Isso produz mais tensão na base de Q1, o que aumenta a tensão de saída e compensa quase completamente a tentativa de diminuição na tensão de saída. O efeito líquido é apenas uma ligeira diminuição na tensão de saída.

Prática 02 – Realizada em 09 de dezembro de 2011.

Regulação série TJB com ajuste na tensão de saída.

Circuito Aplicativo 01:

01) Levantar o esquema do circuito com os valores dos componentes:

02) Medir as principais tensões do circuito:

VOUTMÁXIMO = 10.36V

VOUTMÍNIMO = 8.44V

Tensões mínimas e máximas dos transistores, respectivamente:

Q1:

VBE = 3.41V / 5.64V

VCE = 0.6V / 0.56V

VBC = 4.04V / 6.19V

Q2:

VBE = 4V / 3.67V

VCE = 6.63V / 4.31V

VBC = 10.76V / 0.64V

Q3:

VBE = 0.35V / 0.31V

VCE = 1V / 0.92V

VBC = 0.63V / 0.60V

03) Verificar o funcionamento do circuito e explicar seu funcionamento:

O regulador série não tem proteção contra curto-circuito. Se existir um curto nos terminais da carga, a corrente tenderá ao infinito, e assim o transistor de passagem será destruído. Destruindo também o diodo do circuito na fonte de alimentação. Não regulada que aciona o regulador série. Para proteger a fonte contra curto-circuito, os reguladores série podem incluir uma forma de circuito de limitação de corrente. Acima, o R1 é um resistor sensor de corrente. Como a corrente de carga passa por R1, o resistor sensor produz a tensão base -- emissor de Q3.

Regulação de Tensão Integrada.

Circuito Aplicativo:

01) Anotar os valores de tensões de saída, posição e referência dos componentes.

Tensão de Saída:

Circuito A: 4.05V

Circuito B: -4.2V

Observação: posição e referência dos componentes podem ser observados na imagem acima.

02) Mostrar um circuito regulador de tensão simétrico com saída de +-15V e 0.5ª.

03) Mostre um diagrama de blocos de uma estrutura interna de um regulador de tensão integrado.

+ Vin

+ Vout

-

+ VrefAmplificador Comum

Transistor de Passagem

Desligamento Térmico e Limitação de Corrente

04) Qual a função dos capacitores no circuito anterior?

O capacitor de entrada evita oscilações e o capacitor de saída melhora a resposta em freqüência.

Prática 03 – Realizada em 16 de dezembro de 2011.

Regulador de tensão fixo.

Regulador de tensão variável.

Circuito Aplicativo:

01) Montar os circuitos, verificar a posição dos terminais e medir a variação da tensão de saída.

VOUT = 5.92V

VOUT = 7.24V

VOUTMÁXIMO = 11.36V

VOUTMÍNIMO = 5.91V

VOUTMÁXIMO = -12.8V

VOUTMÍNIMO = -5.12V

VOUTMÁXIMO = 12.86V

VOUTMÍNIMO = 1.30V

Conclusão

Este relatório contém as comprovações das aulas práticas e as aplicações das aulas teóricas. Tendo em vista todo o aprendizado sobre conceitos e teorias.

Fonte

Baseado no capítulo 24 do livro Eletrônica – Volume 2 – Tradução da Sétima Edição – Dos autores Albert Malvino e David J. Bates