Atps Eletronica 1

RESUMO

O objetivo desse trabalho é treinar os alunos com atividade prática, estimulando o aprendizado com cálculos e estudos de um pêndulo. Foi utilizado para resolução desse trabalho as matérias ministradas em sala de aula e softwares indicados pelos professores.

Palavra Chave – Prática; Estudo, simulações.

Etapa 1

Passo 1

1-Teoria do Diodo

Em 16/11/1904, o inglês John Ambrose Fleming criou um dispositivo, chamado de diodo.

É um dispositivo simples de semicondutor. Ele permite que a corrente flua em uma direção, mas bloqueia na outra.

Os diodos são fabricados de silício e germânio, ótimos semicondutores, eles apresentam quatro elétrons na camada de valência.

Na fabricação do diodo, eles são dopados de algumas impurezas, isto é acrescenta-se outros elementos.

Na fabricação dos diodos, há dois tipos de dopagem, dopagem tipo N e dopagem tipo P.

Na dopagem tipo N é acrescentado fósforo (P) ou arsênio (As), esses elementos possui cinco elétrons na camada de valência, que se ligam aos quatro elétrons do silício ou germânio, restando um elétron que fica livre.

Já na dopagem tipo P, o boro (B) ou gálio (Ga) é o material acrescentado, eles possuem três elétrons na camada de valência que se ligam ao silício ou germânio. Quando unidos formam lacunas (buracos) e um elétron de silício ou germânio fica livre. Criada essas lacunas, elas conduzem corrente elétricas e aceitam muito bem outro elétron.

Quando juntamos essas dopagens tipo P e tipo N criamos um diodo. Entre essa união a uma zona vazia. Quando o polo positivo da fonte é ligado no polo positivo do diodo, os elétrons do diodo se afastam diminuindo a zona vazia, com isto possibilita a passagem de elétrons, que deixa a corrente fluir, esse processo é chamado de polarização direta.

Quando o terminal negativo do circuito é preso à camada tipo-N e o terminal positivo é preso à camada tipo-P, elétrons e buracos começam a se mover e a zona vazia desaparece

Quando o diodo é polarizado reversamente, isto é o polo positivo da fonte é ligado ao polo negativo do diodo, a zona vazia aumenta, não deixando a corrente fluir.

Quando o terminal positivo do circuito está ligado à camada tipo-N e o terminal negativo está ligado à camada tipo-P, elétrons livres são coletados em um terminal do diodo e os buracos são coletados em outro. A zona vazia se torna maior.

O diodo deixa a corrente flui quando a tensão for maior do que 0,7V para silício e 0,3V para germânio.

A principal função do diodo é funcionar como uma chave on/off.

Os diodos são utilizados para protegerem dispositivos delicados como retificadores de fonte de alimentação.

Simbologia de um diodo.

Curva do diodo

2- Circuitos com Diodos

Circuito com Diodo Polarizado Diretamente

Esse circuito tem função on/off, que para o diodo conduzir, mesmo em polarização direta, é necessário que a tensão da bateria seja de pelo menos 0,7V (para vencer a barreira de potencial). Em condução um diodo apresenta uma queda de tensão de aproximadamente 0,7V( diodo de Si). Quando a tensão é menor do que 0,7 não a passagem de tensão.

Circuito Limitador com Diodo Zener

A bateria é responsável por fornecer a energia do circuito composto pelos Resistores R e Rc e o Diodo zener. O Resistor R tem a função de limitar a corrente Iz a valores designados pelo fabricante e o resistor Rc é a carga.

Circuito Condensador com Diodo Varicap

Nesse circuito o diodo inversamente polarizado pode funciona como um capacitor(condensador), cuja capacitância varia de acordo com a tensão aplicada, quanto maior a tensão menor a capacitância.

Circuito com Fotodiodo

Este circuito é de um receptor de controle remoto usando fotodiodo.

Circuito com diodo Tunel

Este circuito oscilador, funciona numa frequência de até 1,6 GHz.

3- Diodos com finalidades especificas

Diodo zener

O físico Clarence Melvin Zener foi o primeiro a descrever as propriedades utilizadas no diodo zener, que a instituição Bell Labs nomeou em sua homenagem.

O diodo zener também é conhecido como diodo regulador de tensão, diodo de condução reversa, diodo de ruptura ou diodo de tensão constante.

É um diodo que recebe uma dopagem (Tipo N e Tipo P) maior.

Quando o diodo é polarizado diretamente funciona como um diodo retificador.

O diodo zener deve ser polarizado reversamente e opera na região de ruptura onde o diodo semicondutor seria danificado ao atingir essa região.

Devemos ligar o diodo zener com uma resistência em série para limitar a corrente, pois sem a resistência uma tensão maior que a tensão zener iria danifica-lo.

O diodo é utilizado em circuitos retificador, regulador e estabilizador de tensão.

Simbologia do Diodo Zener

Curva do diodo Zener

Diodo Schottky

Os diodos Schottky começam a conduzir com uma tensão muito baixa, a corrente de fuga, quando polarizado no sentido reverso , a corrente é menor do que nos diodo semicondutores.

Nesses diodos a mudança de estado de condução para o de não condutor é mais rápido do que outros diodos, eles tem uma queda de tensão menor