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MultiSIM 7   
Aula 05:  Modelo de um Dispositivo Eletrônico

Modelos
Para compreender o comportamento  de determinados dispositivos tais como diodos e transistores, precisamos saber  o que é o modelo de um componente. Para exemplificar consideremos os  circuitos da figura 1. Na figura 1a  um diodo e uma resistência de  1 k est conectados a uma bateria de 100 V e na figura 1b uma chave que substitui o  diodo.

Diodos  
Diodos são encontrados na caixa de componentes Diodos (Diodes), figura46. 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 em seguida um componente desta família, dê OK. Monte os  circuitos da figura 2 e 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 adequado

Observe que neste caso o erro  entre as duas corrente é de aproximadamente 100%. A corrente no circuito  com diodo é 849,13 A 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

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  a  seguir:
.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 figura52a 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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