Trabalho Prático de Materiais Elétricos

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER

ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA

BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA

DISCIPLINA DE Materiais elétricos

 

os diodos

Fabiele zanquetta meneguzzi

prof. Felipe Neves

Novo Hamburgo – RS  

2019

1. INTRODUçãO

O diodo na contemporaneidade faz parte de quase todos os equipamentos eletrônicos em que se é utilizado, sendo extremamente importante e fundamental para a funcionalidade desses equipamentos, por ter em sua principal função, como semicondutor, de fazer a transformação da corrente alternada em corrente continua possibilitando o funcionamento de, por exemplo, televisões, geladeiras, motores elétricos e etc.

Para que seja melhor o entendimento de seu conceito, será abordado alguns pontos tangentes, como a Junção PN, materiais utilizados para sua criação e dopagem, seus princípios de funcionamento, como também do diodo emissor de luz (LED), além de trazer alguns outros tipos de diodos e suas aplicabilidades.

1. desenvolvimento

2.1 DIODO

Um dos mais importantes semicondutores, o diodo é um dispositivo eletrônico, usado em equipamentos eletrônicos, para retificar ou até mesmo de chavear um circuito eletrônico. Na fabricação são utilizados os elementos químicos de Silício ou Germânio, são os semicondutores mais utilizados no mercado. O Silício é um ótimo isolante por não sobrar elétrons livres, devido a cada ligação são compartilhados dois elétrons. Para que perca um pouco da resistividade, é aumentado a sua temperatura, para que possa obter elétrons livres.

Também possui um outro método de diminuir a resistividade do Silício, que é através da contaminação ou dopagem. Esses processos consistem em introduzir impurezas ao cristal, normalmente utilizados os átomos de arsênio ou boro. Quando é inserido o arsênio ao cristal, ele será do tipo N, apresentando maior polaridade negativa e quando é inserido o boro ao cristal, ele será do tipo P, apresentando maior polaridade positiva por acarretar a falta de elétrons livres, criando-se uma lacuna a ser preenchida, que no caso, pelo elétron livre do arsênio. O silício será mais um agente transportador dessas polaridades pelo circuito.

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Figura 1 – Diodo em sua forma real

O diodo terá, então, o papel em fazer com que a corrente passe pelo circuito em uma polaridade só, ou seja, as correntes que provem das concessionárias de energia vêm como corrente alternada, que é instável, tem a troca periódica de polaridade, com isso não é possível fazer equipamentos eletrônicos funcionarem, pois só funcionam com corrente contínua.

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Figura 2 – Representação gráfica da tensão de entrada em um diodo oscilando sua polaridade entre positivo e negativo

Após que a tensão passa pelo diodo, na sua saída, o comportamento muda da onda, ou ela fica polarizada positivamente ou só negativamente.

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Figura 3 – Representação gráfica da tensão de saída em um diodo. Não há mais oscilação na sua polaridade entre positivo e negativo, no gráfico somente positivo.

        Para que essa polarização seja possível, o diodo possui duas partes importantes conectadas através de uma região de depleção. Uma parte é chamada de ânodo, parte por onde as cargas positivas entram e fluem no diodo e a outra parte é chamada de cátodo, é por onde há a saída da onda, com a carga negativa.

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Figura 4 – Demonstração do diodo com a sua estrutura básica e seu aspecto físico, ânodo e cátodo.

        Essa junção de ânodo e cátodo, há transferências de elétrons na área de depleção, esse processo é conhecido como Junção PN, em que o ânodo é dotado de polaridade positiva (tipo P), sendo assim, com falta de elétrons em sua partícula e o cátodo de polaridade negativa (tipo N), tendo excesso de elétrons em sua partícula.

        O processo de polarização pode ser feito de forma direta ou inversa. Na polarização direta, a conexão com a tensão (terminal positivo) é feita pelo polo P, deixando-o mais positivo e o polo N mais negativo, assim fazendo que a corrente consiga passa do ânodo para o cátodo rompendo a barreira potencial que ocorre na área de depleção, portanto, há condução de corrente. Na polarização negativa, a tensão (terminal positivo) é ligada no polo N do diodo, fazendo que a barreira potencial fiquei mais forte, a resistência do circuito será alta, impossibilitando a passagem da corrente.

        

2.2 DIODO EMISSOR DE LUZ (LED)

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Figura 5 – Diodo Emissor de Luz (LED) em sua forma real

O mais conhecido LED, que vem do termo inglês “light-emitting-diode”, que significa literalmente diodo emissor de luz, é muito utilizado no mundo da eletrônica como sinalizadores de avisos, pelo fato de emitir luz quando conectado a algum equipamento eletrônico.

Normalmente a fabricação de um diodo de emissão de luz é utilizado alguns condutores, como o arseneto de alumínio e gálio. Os LEDs podem possuir diversas cores, conforme com qual elemento foi dopado, como, por exemplo, se for usado fósforo na sua dopagem, poderá emitir luz de cor amarela ou vermelha, dependendo de sua concentração adicionada, em sua essência, ela é monocromática.

“Tecnicamente falamos que o LED é um diodo semicondutor que quando energizado emite luz, mas não uma luz como estamos acostumados, ou luz a laser, é uma luz estreita que é produzida pelas interações energéticas do elétron”.^[1]

        

        A eletroluminescência é o que é chamado quando a luz de um LED é produzida pela interação das energias que provem dos elétrons, para que isso ocorra, é importante a junção PN, que só ocorrerá na polarização direta do circuito, pois o LED é um diodo que conduz corrente elétrica por ele.