Tipos de Diodos Fundamentos Eletronica

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA

      FUNDAMENTOS DE ELETRÔNICA

          DIODOS: DIAC, PIN, SCR E VARACTOR

Alunos: Gledson Leal, Pâmela Saraiva, Rodrigo Ferronato e Wilson Jacobsen.

Prof.: Gerson Leiria Nunes.

1.Introdução

O Diode for Alternating Current (DIAC), é um diodo que conduz corrente apenas após a tensão de disparo ser atingida (geralmente 30V) e, uma vez no estado de condução, a resistência do DIAC cai para um valor muito baixo. Assim, um valor relativamente grande de corrente fluirá. O DIAC pára de conduzir corrente quando a corrente elétrica cai abaixo de um valor característico, chamada de corrente de corte, este comportamento é o mesmo nas duas direções de condução.

2.Especificações

O DIAC é um dispositivo de três camadas e, portanto, estritamente falando, não é um tiristor (que possui quatro camadas). Ele é um dispositivo de silício do tipo PNP cuja função é disparar tiristores (geralmente TRIACs ou SCRs). O símbolo de um DIAC é mostrado na figura abaixo:

                                                       [pic 1]

                                                                Fig. 1 Símbolo do DIAC

Ele pode ser considerado como dois diodos Zener em oposição conectados em série, como indicado na figura:

                                                         [pic 2]

                                                        Fig. 2 Circuito equivalente ao DIAC

Se uma tensão for aplicada ao DIAC, por exemplo, no sentido direto do diodo D1, a corrente nos dispositivos será a pequena corrente de fuga inversa do diodo D1. Quando a tensão aumenta, haverá somente um ligeiro aumento na corrente até que a tensão VBO de ruptura do diodo D2 seja alcançada. A corrente aumenta rapidamente e a tensão cai ao valor VW de trabalho. Nesta condição o DIAC está conduzindo. Quando a tensão aplicada for removida, o DIAC retorna ao seu estado de não-condução. Se a tensão no DIAC for no sentido direto do diodo D2, uma ação semelhante ocorre com o sentido da corrente invertido. A característica da tensão/corrente do DIAC é mostrada na figura abaixo:

[pic 3]

                          Fig. 3 Característica de tensão/corrente do DIAC

3.Exemplo de circuito com DIAC

Um circuito simples de disparo de um TRIAC usando o DIAC é mostrado na figura abaixo:

                                       [pic 4]

                                               Fig. 4 Circuito de TRIAC usando um DIAC

O capacitor C é carregado durante o meio ciclo positivo da alimentação através do resistor variável R. Quando a tensão em C alcança a tensão de ruptura do DIAC, o DIAC muda para o estado de condução e o capacitor é descarregado através da porta do TRIAC para levá-lo a conduzir. Durante o meio ciclo negativo seguinte o capacitor C é recarregado, o DIAC novamente entra em ruptura, e o TRIAC é redisparado. Se for usado um tiristor em vez de um TRIAC, o diodo mostrado em linhas tracejadas deve ser conectado em paralelo com o capacitor C para evitar que seja aplicada excitação negativa à porta do tiristor. A velocidade de carga do capacitor pode ser variada pelo resistor variável R, de modo que a tensão no capacitor atingirá a tensão de ruptura do DIAC em diferentes pontos no meio do ciclo. O controle de fase pode, portanto, ser obtido.

              [pic 5]

                                                   Fig. 5 Gráfico corrente x tensão

4.Teste para DIAC

O DIAC apresenta resistência infinita nos dois sentidos. Portanto, se em um ou nos dois sentidos ele apresentar alguma resistência, ele está em curto. Porém, uma medida da resistência em qualquer sentido simplesmente revela quando um DIAC está em curto, mas não revela qualquer característica de seu funcionamento normal. Com isso, para um teste completo, é preciso usar um circuito que provoque seu disparo. Por esse motivo, o melhor teste e mais completo é o que faz uso de um circuito de prova. Um circuito de teste para a prova de DIACS é mostrado na figura abaixo:

                     [pic 6]

                            Fig. 6 Circuito de teste para a prova de DIACS

Para se testar o DIAC, é necessária uma fonte variável desde 0V, além de um osciloscópio ou multímetro com escalas apropriadas para tensões DC. Coloca-se o DIAC no circuito de prova e se vai aumentando a tensão até atingir a tensão de ruptura (no momento em que a tensão cair abruptamente). Deve-se trocar os terminais do DIAC de lugar e repetir o experimento. Se o DIAC não atingir uma tensão de ruptura em um ou nos dois terminais ele está com defeito. Assim, é possível determinar qual é a tensão de ruptura e se o DIAC está funcionando corretamente.

1.        Diodo PIN

O nome deste diodo é devido a presença de uma camada “I” chamada também de camada "intrínseca" ou silício sem dopagem entre as camadas P e N.

        Este diodo quando diretamente polarizado cria-se buracos e os elétrons presentes são injetados na camada de silício sem dopagem. Suas cargas não se anulam imediatamente, elas ficam ativas por um determinado período de tempo resultando em uma carga média na camada intrínseca que possibilita a condução de energia.

        Na polarização inversa, não há carga armazenada e o diodo se comporta como um capacitor em paralelo com a resistência própria do conjunto.

Com tensão contínua o Diodo PIN tem comportamento próximo do diodo de junção PN. Em frequência mais alta a resistência apresenta uma variação característica com a corrente.

Por estas e outras características faz com que este componente seja bastante útil em aplicações com altas frequências, como chaves, atenuadores, filtros, limitadores, etc.

 

2.        Simbologia

             

        Conforme as figuras abaixo, o Diodo PIN é muito parecido com Diodo de Junção PN, diferenciando-se pela região de silício sem dopagem ou também chamada de região intrínseca.