Diodos


Os diodos são componentes semicondutores. Seu funcionamento é portanto, baseado nestas propriedades.  Basicamente ele pode ser compreendido como um componente que permite um caminho único para a corrente. No diodo, temos então dois terminais, que são conhecidos por Anodo e Catodo, seus sinais respectivos estão na figura abaixo.

Figura1

Figura 1 – Simbologia de um diodo

 

Temos dois tipos de polarização, conhecidos como polarização direta e polarização inversa. Continue lendo o artigo para compreender melhor estas duas formas de polarização.

 

Algumas características

 

Se polarizarmos um diodo no sentido inverso, ou seja, aplicando a alimentação positiva ao catodo e GND ao anodo, o componente não conduzirá corrente, ao menos teoricamente. Geralmente o que se tem neste caso, é uma mínima corrente inversa, o que não reflete em nada no circuito.

 

Neste contexto, uma característica muito importante dos diodos é conhecida como tensão inversa. Ou seja, os componentes têm um valor máximo de ruptura que caso seja ultrapassado, a corrente então rompe a barreira e sobe a valores mais elevados, danificando o componente.

 

Existem outras características igualmente importantes tal como, corrente permissível em sentido direto, corrente de pico e temperatura, por exemplo. Para ficar mais claro, vamos analisar um pequeno trecho do datasheet de um típico componente.

 

Figura2

Figura 2 – Trecho do datasheet 1N4148

 

O trecho acima refere-se a um diodo típico 1N4148. Observe a tensão inversa (Vr) que o mesmo suporta, que está na faixa de 100 V. Outro dado importante é a corrente permissível em sentido direto (If) que tem o valor máximo de 200 mA. Geralmente ao projetar um circuito, são esses valores principais que você tem de observar para fazer um correto dimensionamento, não descartando obviamente outras características, cada qual com seu grau de importância.

 

A queda

 

Quando um diodo está conduzindo, ou seja, polarizado no seu sentido direto, temos uma queda de tensão no mesmo. É a típica queda de tensão de um componente semicondutor. Essa queda é de acordo com a corrente de condução, no entanto geralmente o valor é considerado como aproximadamente 0,7 V para diodos de silício.

Figura3

Figura 3 – Típica queda de tensão em diodo Silício

 

Veja abaixo um pequeno trecho do datasheet do 1N4148 no que diz respeito às características elétricas do componente. Você pode observar que para cada condição de teste informada com relação a corrente de condução, que temos um valor máximo da tensão.

 

Figura4

Figura 4 – Trecho datasheet 1N4148

 

Tipos de Diodos

 

Conforme visto no artigo referente aos semicondutores, temos dois materiais bases na formação de junções, o qual é o germânio e o silício. Os diodos de germânio possuem a característica de ter principalmente uma queda típica de tensão na casa dos 0,3 V.

 

Dentre a gama de diferentes tipos de diodos tem-se muita variedade, cada qual com sua característica específica. Podemos citar os leds, zener, varicap, foto-diodos, Schottky, entre outros. Abordaremos futuramente com mais detalhes os conceitos e funcionamento dos diferentes tipos de diodo. No entanto os fundamentos deste artigo servem para compreender todos eles.

 
Funcionamento

 

            Vamos agora compreender o funcionamento básico de um diodo. Você pode acessar este artigo, para entender os conceitos fundamentais sobre semicondutores, que é a base do funcionamento do diodo. Desta forma imagine uma estrutura PN.

Figura5

Figura 5 – Material PN

 

Um diodo é basicamente um componente eletrônico formado por uma junção PN. Como foi dito anteriormente, podemos polarizar um diodo no sentido direto ou no sentido inverso.

Para entender a polarização no sentido direto, suponha a situação que se segue:

  • O material P é conectado ao pólo positivo da bateria. Ou seja, o terminal Anodo do componente.
  • O material N é conectado ao pólo negativo da bateria. Ou seja, o terminal Catodo do componente.
Figura6

Figura 6 – Diodo polarizado no sentido direto

 

O que acontece neste caso?

A corrente elétrica irá fluir com facilidade pelo circuito. Entre outras palavras o que acontece é que ocorrerá uma repulsão entre as cargas dos materiais envolvidos. Assim, os portadores do material P (as lacunas) e os portadores do material N (os elétrons), tendem a se encontrar na região de junção do material PN, recombinando-se e neutralizando-se. Isto faz com que ocorra um fluxo constante no circuito, e claro, esse fluxo é a conhecida corrente elétrica.

Figura7

Figura 7 – Diodo polarizado no sentido direto

 

E com relação a polarização inversa, o que ocorre?

 

Figura8

Figura 8 – Diodo polarizado no sentido inverso

 

Se você pensou que é exatamente o contrário, sim, é isso mesmo. Não haverá o fluxo da corrente elétrica. Assim alimentando o componente com a polaridade invertida, tem-se a situação abaixo:

  • O material P é conectado ao pólo negativo da bateria.
  • O material N é conectado ao pólo positivo da bateria.

Desta forma o que acontece é que os portadores de carga se afastam da junção. Assim a barreira de potencial existente impede a circulação de corrente elétrica.

Figura9

Figura 9 – Diodo polarizado no sentido inverso

 

Aplicações

 

No que diz respeito a aplicações do diodo, como foi dito anteriormente, existem diferentes tipos de diodos para diferentes objetivos. Um simples diodo pode ser empregado como um componente para uma simples queda de tensão, ou como proteção para um determinado circuito por exemplo.

 

Um led é basicamente um diodo emissor de luz e por aí vai, ou seja, a aplicação depende das características do componente utilizado. Uma aplicação muito conhecida é o diodo utilizado como componente para retificação em fontes de alimentação. Porém abordaremos esse tópico em um artigo separado, bem como testes práticos para exemplificar melhor.

 

Nosso artigo fica por aqui. O emprego desse componente você observará em diversos circuitos e projetos que iremos desenvolver, desta forma poderá compreender melhor esse fantástico componente da eletrônica.

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