Curso de Eletrônica

Foco em Eletrônica digital para

uso da Plataforma Arduino

Diodo

Um diodo é um dispositivo construído a partir de uma junção PN,

portanto deixará que a corrente passe somente num único sentido

quando adequadamente polarizado (polarização direta), bloqueando

a corrente quando a polaridade da tensão inverter (polarização

reversa).

A próxima figura mostra o diodo com a indicação dos dois terminais ,

anodo(A) e catodo (K), o símbolo, e o diodo em polarização direta e

polarização reversa bem como aspecto fíisico de diodos comerciais.

DiodoCurva Característica do Diodo

O gráfico abaixo mostra a corrente em função da tensão aplicada em um diodo

de junção para o caso de diodo de silicio (Si)

( a ) ( b ) ( c )

Diodo ( a ) aspecto construtivo ( b ) aspecto físico ( c ) símbolo

Diodo

Diodo

Diodo Polarizado Diretamente

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).

No circuito a seguir a corrente é de aproximadamente 1,3mA.

Circuito com o diodo polarizado diretamente

Diodo

DiodoDiodo Polarizado Reversamente

Com polarização reversa a corrente no diodo será muito baixa (da ordem de

nA para diodos de Si), de forma que do ponto de vista prático será zero.

Esta corrente reversa também chamada de corrente de fuga só depende de

aspectos construtivos (dopagem) e da temperatura (dobra de valor para cada

10 graus de aumento na temperatura).

Observe que quando polarizado reversamente toda a tensão da fonte cairá

entre os terminais do diodo, que deverá ter capacidade para suportar essa

tensão reversa, caso contrário

pode ocorrer um fenômeno chamado de avalanche o que pode levar à

destruição do diodo.

Circuito com o diodo polarizado reversamente

Diodo

Diodo

Aplicações Básicas de Diodos

A partir de agora serão apresentadas algumas aplicações básicas com

semicondutores usando diodos (junção PN) que é o dispositivo que

origina todos os outros dispositivos semicondutores.

A maioria dos circuitos eletrônicos (celulares, videogames, rádios, TV,

etc) necessita para o seu bom funcionamento que sejam alimentados

com tensão continua (CC), e como a tensão disponível nas tomadas é

alternada (CA), será necessário converter essa tensão CA em tensão

CC.

Diodo

Aplicações Básicas de Diodos

A fonte de alimentação CC completa consiste de um conversor CA/CC.

Esses conversores são constituídos basicamente de transformador

(abaixador ou elevador), filtro e regulador.

A próxima figura mostra os blocos constituintes de um conversor

CA/CC.

( a ) Conversor CA/CC ( b ) partes que compõe um Conversor CA/CC

( b )

( a )

Diodo

DiodoDiodos Retificadores

Retificador de Meia Onda

Retificador de Meia Onda com Filtro Capacitivo

Retificador de Onda Completa com Center Tap

Retificador de Onda Completa com Center Tap com Filtro

Retificador de Onda Completa em Ponte

Diodo

Retificador de Meia Onda

Diodo

Retificador de Meia Onda com Filtro Capacitivo

( a ) Retificador de meia onda com filtro capacitivo ( b ) Formas de onda

de entrada (azul) e saida (vermelho)b

( a )

( b )

Diodo

Retificador de Onda Completa com Center Tap

( a )

( b )

( a ) Circuito do retificador de onda completa com center tap ( b ) Tensão

de entrada do retificador

Diodo

Retificador de Onda Completa com Center Tap com Filtro

Retificador de onda completa com Center Tap com Filtro capacitivo.

Diodo

Retificador de Onda Completa em Ponte

Retificador de onda completa em ponte ( a ) circuito ( b ) tensão de entrada

( c ) saída

( a )

( b )

( c )

Diodo

Diodos de Propósito Especifico

Diodo Emissor de Luz (LED)

São dispositivos que possuem uma junção PN, mas são construídos

com uma grande variedade de diferentes

materiais, desta forma a queda de tensão é diferente dos diodos

retificadores, variando de 1,5V a 2V em função da cor emitida a qual

pode ser vermelho, amarelo, azul, verde ou infravermelho (IR), etc.

Tipicamente consomem aproximadamente 20mA, necessitando de uma

resistência em serie para limitar a corrente em um valor aceitável.

Diodo

( a ) ( b )

Figura 6: Diodo Emissor de Luz ( a ) circuito ( b ) aspecto físico

Diodo

Diodos de Propósito Especifico

Fotodiodo

Um fotodiodo funciona ao contrario de um LED, isto é, tem uma abertura

através da qual radiação, em geral infravermelha (IR – Infra Red – Infra

vermelha) incide gerando uma corrente que será proporcional à

intensidade da radiação.

Portanto um fotodiodo é essencialmente um fotodetector convertendo

intensidade luminosa em corrente ou tensão. Ao contrario dos LEDs,

que funcionam com polarização direta, um fotodiodo é polarizado

reversamente.

Diodo

( a ) ( b )

Figura 6: Fotodiodo ( a ) Circuito e polarização (m b ) curva de resposta

espectral relativa

Diodo

Diodos de Propósito Especifico

Limitadores

São circuitos que limitam a tensão entre dois valores.

Na próxima figura enquanto a tensão de entrada for menor do que 3,7V

o diodo permanecerá cortado e a saída será igual à entrada ( Vs=Ve).

Quando porém Vg for maior do que 3,7V o diodo conduz e a saída será

constante e igual a 3,7V (3+0,7).

Diodo

Limitador paralelo com tensão de polarização positiva

Diodo

Diodos de Propósito Especifico

Diodo Zener

São diodos projetados para operar na região de ruptura, onde grandes

variações de corrente produzem pequenas variações de tensões, desta

forma permitindo que se construa um regulador de tensão.

A próxima figura mostra o símbolo e a curva característica mostrando a

região de operação.

Diodo

( a ) ( b )

( a ) símbolo do diodo Zener ( b ) curva característica

Referência:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Dispositivo_semicondutor

http://informatica.hsw.uol.com.br/semicondutores.htm

http://www.allaboutcircuits.com/videos/48.html