Amp inv sensor tempx

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FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA CURSO DE ELETRÔNICA

PROCESSAMENTO DE SINAIS

Prof. Irineu Alfredo Ronconi Junior Prof. Lucas Luis Gutkoski

O AMPLIFICADOR INVERSOR: VIABILIDADE DO USO DE UM DIODO COMO SENSOR DE TEMPERATURA

Apreendemos com a física que a queda de tensão em uma junção PN de um diodo (ou de um transistor, por exemplo, entre a base e emissor) é dependente da temperatura. A equação que descreve o fenômeno é a seguinte:

= . [V]

Onde:

UBE : tensão base emissor (ou a queda de tensão em uma junção PN)

n : 1 ou 2. 1 para valores abaixo da do joelho da curva do diodo e 2 para valores maiores. K : constante de Boltzmann (1,381x10-23_{J/K), é a constante que relaciona a energia com} temperatura (Kelvin, no caso).

T : Temperatura em graus Kelvin ( T= tc +2730_C). q: Carga do elétron (1,6 x10-19_{C por elétron).}

IC : Corrente direta no diodo (corrente de coletor no transistor). IS : Corrente de saturação reversa (corrente de “fuga”).

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A idéia do experimento é utilizar um diodo (ou um transistor) de junção, como SENSOR DE TEMPERATURA, colocando o mesmo em um béquer com água e gelo (inicialmente), agitando a água com um termômetro de vidro e de tempos em tempos e medindo a temperatura até que atinja 1000C, a queda de tensão no diodo, poderá ser tomada pela leitura no osciloscópio ou em um bom multímetro. O material que estará à disposição para a prática é mostrado na figura 2.

Figura 2- Sensor, béquer, termômetro e aquecedor.

O diodo sugerido pode ser o 1N4004 ou 1N4007 ou ainda o 1N4148. Pode ser usado um transistor também, como por exemplo, os transistores de baixa potência (BD). Lembre-se de consultar a folha de dados do componente utilizado para não danifica-lo.

O circuito sugerido para a prática é o da figura 3, o ganho deve ser em torno de 10x:

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Sugere-se que seja, inicialmente feita uma tabela:

Medida Temperatura medida Tensão de saída

1 2 3

... (pelo menos 20 medidas)

Tabela -1

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Perguntas:

1- O diodo pode ser usado como sensor de temperatura?

2- Quais as correções que deveriam ser feitas para melhorar o desempenho do diodo como sensor de temperatura?

3- Desenhe o circuito equivalente no caso de uso de um transistor.

4- Poderiam ser colocadas resistências menores do que 8,2kΩ (resistor colocado no terminal de entrada inversor) na montagem? Quais os cuidados que deveremos ter neste caso?