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 ==