Diodi e applicazioni (esercizi di analisi) Esercizio 1 E' dato il circuito di figura. Il diodo è al silicio, presenta una tensione di soglia pari a 0.7 V e si trova alla temperatura di 25 °C. Determinare il valore della corrente circolante: a. a temperatura 25 °C; b. a temperatura 50°C. Considerare, per il diodo, il modello della spezzata verticale.

Soluzione Punto a. Il diodo è polarizzato direttamente. Sostituendo il relativo modello si ha, per la corrente:

mA43100

7.05R

VEI =−=

−= γ

Punto b. A temperatura 50°C si ha, per la tensione di soglia:

V64.025105.27.0)TT(105.2)T(V)T(V 30

30 =⋅⋅−=−⋅−= −−

γγ

Infatti, come si sa, questa diminuisce di 2.5 mV per ogni aumento di grado centigrado. A questa temperatura la corrente vale:

mA6.43100

64.05R

VEI =−=

−= γ

Esercizio 2 E' dato il circuito di figura. Determinare la corrente che circola nel diodo e in ciascuno dei resistori.

Sono dati: R1 = 6 kΩ R2 = 4 kΩ Vcc= 12 V Vdd= 15 V

Soluzione Possiamo applicare il teorema di Thevenin, tra il punto P e massa, per determinare se il diodo risulta polarizzato direttamente o inversamente. La f.e.m. del generatore equivalente, corrispondente alla tensione tra P e massa dopo aver staccato il diodo, la determiniamo applicando il principio della sovrapposizione degli effetti:

V2.4RR

RV

RRR

VE21

1dd

21

2cceq −=

++

+=

dove si è tenuto conto delle diverse polarità dei due generatori.

Ω=+⋅= k4.2

RRRR

R21

21eq

Il diodo, pertanto, risulta polarizzato inversamente. La corrente in esso circolante, pertanto, è nulla. La corrente circolante nei resistori, invece, la si determina con la:

mA7.2RRVV

I21

ddcc =++=

Ciò in quanto i due resistori e le due batterie si trovano in serie, fra loro, dal momento che il diodo - essendo polarizzato inversamente - è equivalente ad un circuito aperto.

Esercizio 3 Determinare i valori di picco, medio ed efficace della tensione all'uscita del circuito di figura.

All'ingresso del medesimo è applicata una tensione sinusoidale di ampiezza pari a 220 V. Il trasformatore ha un rapporto di trasformazione 2:1. Il diodo è al silicio e presenta, in conduzione

diretta, una c.d.t. pari a 0.7 V. Soluzione Per determinare l'ampiezza della tensione sinusoidale presente all'ingresso del secondario del trasformatore applichiamo la:

212

NN

VV

2

1

2

1 ===

quindi:

V1102V

V 12 ==

In uscita, come è noto, abbiamo una tensione a singola semionda. L'ampiezza di tale tensione la si

determina con la:

V3.1097.0110VVV D2)out(p =−=−=

Calcoliamo, ora, i valori efficace e medio di tale forma d'onda:

V79.34V

V )out(p)out(m =

π=

V65.542

VV )out(p

)out(eff ==