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MultiSIM 7   
Aula 05:  Modelo de um Dispositivo Eletrônico

Modelos
     Modelar um  dispositivo eletrônico, é usar componentes básicos tais como resistências, fontes de tensão, fontes  de corrente e  capacitâncias para representa-lo, permitindo desta forma que usar as leis de circuito para estuda-lo. O construtor de um simulador modela um componente eletrônico a partir das informações fornecidas pelo fabricante do componente, desta forma ao simular um circuito os resultados serão semelhantes aos obtidos em um circuito real.

Diodos  
Diodos são encontrados na caixa de componentes Diodos (Diodes), Figura 1 . Nesta caixa de componentes encontramos além  de diodos encontramos: SCR, DIAC,TRIAC, ZENER, Ponte Retificadora e o LED.



Figura 1 - Caixa de componentes Diodos (Diodes), com diodo virtual selecionado

Para montar os circuitos com diodo, selecione uma dentre as família de componentes indicadas na  Figura 1.   Inicie a simulação.


                   ( a )                                            ( b )
Figura 2 - (a) Circuito com diodo (b) circuito com chave  - Modelo adequado

Como pode ser  visto da Figura 2, os resultados das duas correntes  são praticamente iguais. O erro é desprezível. Podemos  então afirmar que o modelo aproximado de um diodo quando em condução  é o de uma chave fechada.
Consideremos que a bateria agora é de  1,5 V, Figura 3.



                     ( a )                                         ( b )
Figura 3 -  ( a ) Circuito com diodo ( b ) circuito com chave  - Modelo inadequado

Observe que neste caso o erro  entre as duas corrente é de aproximadamente 100%. A corrente no circuito  com diodo é 849,13 mA e no circuito com chave 1,5 mA, neste caso não  podemos mais usar o modelo da chave fechada para representar o diodo em condução.
Melhoremos o nosso modelo, para isso consideremos em série com  a chave uma bateria de 0,6 V, Figura 4b.




                         ( a )                                         ( b )
Figura 4 -  ( a ) Circuito com diodo ( b ) circuito com chave  e bateria - Melhorando o modelo

Como pose-se ver os resultador são muito proximos, significa que nesse caso o modelo  é melhor

        Se for adicionado em série com a bateria uma resistência, Figura 5,  o modelo será melhorado, isto é, o valor da corrente medida usando um diodo real e o calculado usando o modelo serão praticamente iguais, qualquer que seja a bateria.




Figura 5 - ( a ) Circuito com diodo ( b ) circuito com chave,  bateria e resistência - melhorando mais o modelo

              Modelar um dispositivo eletrônico,  de uma forma simplificada, é portanto usar componentes básicos  tais como resistências, fontes de tensão fontes de corrente e capacitâncias  para representá-lo.
Obs: O modelo que estamos considerando  é para CC, não considerando as capacitâncias parasitarias  associadas à junção, portanto é um modelo simplificado.
O construtor do simulador então  modela o componente eletrônico a partir das informações  fornecidas pelo fabricante do componente, desta forma ao simular um circuito  os resultados serão muito semelhantes aos obtidos em um circuito real.
A Figura 6 apresenta um diodo (1N4001GP da General Instruments  ) polarizado reversamente.




Figura 6 - Diodo 1N4001GP da General Instruments polarizado  reversamente     

Como pode ser visto  da figura 6 a corrente indicada é 669,812 nA (atenção, ajuste a resistência  interna do amperímetro em 1mOhm).

O Modelo do diodo no SPICE
        A definição dos  parâmetros do modelo de um dispositivo é feita através de  uma sintaxe própria. Por exemplo para o diodo 1N4001GP da General Instruments  o seu modelo é definido através dos parâmetro e da declaração:

.MODEL D1N4001GP__DIODE__5  D
+ IS = 6.698e-07 RS = 0.04255  CJO = 1.949e-11 VJ = 0.3905
+TT = 4.933e-06 M = 0.3576  BV = 50+ N = 2.412 EG = 1.11 XTI = 3
+KF  = 0 AF = 1 FC = 0.5 IBV = 0.005177 TNOM = 27
Para obter os parâmetros  que definem o modelo do diodo dê duplo clique no símbolo do diodo  aparecerá a janela da Figura 7a na qual selecionando Editar Modelo (Edit Model) você poderá modificar esses parâmetros  (por exemplo a corrente de saturação IS), Figura 7b.    




                    ( a )                                                   ( b )
Figura 7  - ( a ) Janela Diode ( b ) Janela de edição  do modelo do diodo   

 
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