ATPS Eletrônica I

ATPS ELETRÔNICA I

ETAPA 1

PASSO 1

 TEORIA DOS DIODOS

Diodo é um dispositivo ou componente eletrônico composto de cristal do tipo anodo e outro tipo catodo, semicondutor de silício ou germânio numa película cristalina cujas faces opostas são dopadas por diferentes gases durante sua formação.

É o tipo mais simples de componente eletrônico semicondutor, usado como retificador de corrente elétrica. Possui uma queda de tensão de 0,3 V(germânio) e 0,7 V (silício).

Os diodos só conduzem corrente elétrica quando a tensão do anodo é maior que a do catodo O diodo é um componente elétrico que permite que a corrente atravesse-o num sentido com muito mais facilidade do que no outro. O tipo mais comum de diodo é o diodo semicondutor, no entanto, existem outras tecnologias de diodo. O termo "diodo" é habitualmente reservado a dispositivos para sinais baixos, com correntes iguais ou menores a 1 A.

 CIRCUITOS COM DIODOS

O diodo funciona como uma chave de acionamento automático (fechada quando o diodo está diretamente polarizado e aberta quando o diodo está inversamente polarizado). A diferença mais substancial é que, quando diretamente polarizado, há uma queda de tensão no diodo muito maior do que aquela que geralmente se observa em chaves mecânicas (no caso do diodo de silício, 0,7 V). Assim, uma fonte de tensão de 10 V, polarizando diretamente um diodo em série com uma resistência, faz com que haja uma queda de tensão de 9,3 V na resistência, pois 0,7 V ficam no diodo. Na polarização inversa, acontece o seguinte: o diodo faz papel de uma chave aberta, já que não circula corrente, não haverá tensão no resistor, a tensão fica toda retida no diodo, ou seja, nos terminais do diodo há uma tensão de 10 V.

A principal função de um diodo semicondutor, em circuitos retificadores de corrente, é transformar corrente alternada em corrente contínua pulsante. Como no semiciclo negativo de uma corrente alternada o diodo faz a função de uma chave aberta, não passa corrente elétrica no circuito (considerando o “sentido convencional de corrente”, do “positivo” para o “negativo”). A principal função de um diodo semicondutor, em circuitos de corrente contínua, é controlar o fluxo da corrente, permitindo que a corrente elétrica circule apenas em um sentido.

 DIODOS COM FINALIDADES ESPECÍFICAS

Diodo Zener

O diodo Zener pode funcionar polarizado diretamente ou inversamente. Quando está polarizado diretamente, funciona como outro diodo qualquer, não conduz corrente elétrica enquanto a tensão aplicada aos seus terminais for inferior a aproximadamente 0,6 Volts no diodo de silício ou 0,3 Volts no diodo de germânio. A partir desta tensão mínima começa a condução elétrica, que inicialmente é pequena, mas que aumenta rapidamente, conforme a curva não linear de corrente versus tensão. Por esse fato, a sua tensão de condução não é única, sendo considerada dentro da faixa de 0,6 a 0,7 Volts para o diodo de silício. O diodo zener pode ser utilizado com fonte de ruído branco quando operando na sua região de ruptura.

Diodo Schottky

Diodo Schottky é um tipo de diodo que utiliza o efeito Schottky na semicondução. Seu nome é uma homenagem ao físico alemão Walter Schottky.

Esse Diodo serve para diminuir a carga "armadilha" no diodo. Um diodo comum ao passar da região direta de condução para a reversa produz em um curto tempo uma corrente reversa alta, resultante de cargas armadilhas, tendo um efeito importante no uso de diodos através de frequência alta, com a fabricação de um diodo utilizando-se ao invés do material P um metal, não haverá lacunas que possam aprisionar elétrons vindos dos outros materiais durante a corrente direta, de forma que na passagem para corrente reversa haverá este aumento de corrente.

Diodo túnel

O diodo túnel ou díodo Esaki é um tipo de diodo semicondutor extremamente rápido, que opera na casa dos GHz, através da utilização dos efeitos da mecânica quântica.

Recebeu o nome do físico Leo Esaki, que em 1973 recebeu o Prêmio Nobel em Física pela descoberta do efeito túnel utilizado neste tipo de diodo semicondutor.

Ele funciona somente na área de resistência negativa, ou seja, diminui a tensão aumenta a corrente, somente quando se tem uma tensão muito próxima de zero (chamada de avalanche, do diodo zener), ou seja, ele só funciona como diodo túnel quando polarizado reversamente, quando polarizado diretamente ele funciona como qualquer outro diodo. A sua área de funcionamento é somente quando a tensão é "considerada" negativa.

Resumidamente, o diodo túnel só atua com propriedades especificas em baixas tensões.

Diodo emissor de luz

O diodo emissor de luz também é conhecido pela sigla em inglês LED (Light Emitting Diode). Sua funcionalidade básica é a emissão de luz em locais e instrumentos onde se torna mais conveniente a sua utilização no lugar de uma lâmpada. Especialmente utilizado em produtos de microeletrônica como sinalizador de avisos, também pode ser encontrado em tamanho maior, como em alguns modelos de semáforos. Também é muito utilizado em painéis de led, cortinas de led e pistas de led.

Fotodiodo

Um fotodiodo ou fotodiodo é um componente eletrônico e um tipo de fotodetector. É uma junção PN designada para responder a uma entrada óptica. Fotodiodos possuem uma "janela" ou uma conexão de fibra ótica, responsável por deixar a luz passar e incidir na parte sensível do dispositivo. Também pode ser usado sem a "janela" para detectar raios ultravioleta ou raios-x.

Fotodiodos podem ser usados tanto na polarização reversa quanto na polarização direta. Na polarização reversa, a luz que incide sobre o fotodiodo faz a corrente transcorrer através do dispositivo, levando-a a ir para o sentido frontal. Isso é conhecido como o efeito fotoelétrico, e é à base das células de captação de energia solar - aliás, uma célula de captação de energia solar é apenas um monte de grandes, e baratos, fotodiodos. Diodos geralmente possuem uma altíssima resistência quando a polaridade é revertida. Essa resistência é reduzida quando a luz, em uma apropriada frequência, brilha na junção. De fato, um diodo de polaridade reversa pode