FACULDADE PITAGORAS
ELETRNICA DE POTNCIA 1Aula 2 DIODOS SEMICONDUTORES DE
Prof. Claudio Alvares Conceio
Aula 2 DIODOS SEMICONDUTORES DE POTNCIA
ELETRNICA DE POTNCIA
JUNO P N
tomos TrivalentesBoroGliondio
tomos PentavalentesAntimnioFsforoArsnico
Portadores
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ndio Arsnico
ELETRNICA DE POTNCIA
Polarizao
Se nenhum potencial eltrico externo aplicado, ocorre um natural
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Se nenhum potencial eltrico externo aplicado, ocorre um natural rearranjo de cargas nas proximidades da juno.Os portadores negativos do semicondutor N tendem a se difundirem no semicondutor P, atrados pelos seus portadores positivos. E vice-versa. Esses portadores opostos se combinam e formam, em ambos os lados da juno, uma regio com reduo (depleo) de portadores livres.
ELETRNICA DE POTNCIA
Polarizao
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Se um potencial eltrico externo aplicado na juno conforme Figura acima, a regio de depleo aumenta e quase no h corrente no circuito. Nessa condio, o diodo est inversamente polarizado
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Polarizao
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Se o potencial externo V aplicado no sentido dado na Figura acima, a regio de depleo diminui e entra em colapso, permitindo a troca dos portadores de carga de ambas as partes. O resultado uma considervel corrente I pelo circuito.Nessa condio, o diodo est diretamente polarizado, ou seja, ele conduz.
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Juno PN Diodo de Potncia
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Diodo de Potncia
Caractersticas Principais
Alta capacidade de conduo direta
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Alta capacidade de bloqueio de tenso reversa
Alta resposta em frequncia
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Diodos de Potncia
Diodos Genrico Tempo de recuperao em torno de 25s
Aplicao em baixa frequncia (1kHz)
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Aplicao em baixa frequncia (1kHz)
Corrente variando de 1A a milhares de Ampres
Tenso variando de 50V a 5kV
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Diodos de Potncia
Diodos de recuperao rpida
Tempo de recuperao em torno de 5s
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Aplicao em conversores CC-CC e CA-CC
Corrente variando de 1A a centenas de Ampres
Tenso variando de 50V a 3kV aproximadamente
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Curva Caracterstica V x I
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Diodos Schottky
VBR < 100V
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Curva Caracterstica V x I = (
-1) = Corrente atravs do diodo em A = Corrente de fuga = Tenso do diodo
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n = Coeficiente de emisso ou fator de idealidade
= Tenso trmica, sendo =
onde: k = Constante de Boltzmann: 1,3806 x T = Temperatura em kelvin (K = 273 + ) q = Carga do eltron: 1,6022 x coulomb (C)
ELETRNICA DE POTNCIA
Curva Caracterstica V x I
Ex. A queda de tenso direta de um diodo depotncia VD = 1,2V e ID = 300A. Supondo que n = 2e VT = 25,8mv, encontrar a corrente de fuga.
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-1)
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Curvas Caracterstica da Recuperao Reversa
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Equaes da Recuperao Reversa
;
;
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Para >> , , ento:
!! = " #!! $%$ e #!! = $%$
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Recuperao Reversa
Para
Ex. Considerando que o fabricante de um diodo informou os valores a seguir:
a) Taxa de queda da corrente = 20 A/s
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b)Tempo de recuperao reversa = 5 s
Encontre a corrente de pico reversa sabendo que ta >> tb(recuperao abrupta).
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Diodos Conectados em Srie
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ELETRNICA DE POTNCIADiodos Conectados em Srie
Regime Permanente
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ELETRNICA DE POTNCIADiodos Conectados em Srie
Regime Permanente
'()*+ , = ,1 = ,2 , /(0 12(: 451 + 781, = 452 +
7*2,
8(9(:0;)
ELETRNICA DE POTNCIADiodos Conectados em Srie
Regime Permanente
Ex: Dois diodos com tenses nominais de 800V e corrente de fuga de 1mA esto conectados em srie em uma fonte AC cujo o valor de pico de 980V. As caractersticas reversas mostrado na figura abaixo. Determine:a) A tenso inversa no diodo.b) O valor do resistor de compartilhamento de tenso, de tal modo que a
tenso em qualquer diodo no ultrapasse 55% de Vs.
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tenso em qualquer diodo no ultrapasse 55% de Vs.c) A corrente total da fonte e a perda de potncia nos resistores.
'()*+ , = ,1 = ,2 , /(0 12(: 451 + 781, = 452 +
7*2,
8(9(:0;)
ELETRNICA DE POTNCIA
Diodos Conectados em SrieDiviso de tenso sob condies de regime
permanente e transitrio
Circuito
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Circuito
snubber
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Diodos Conectados em Paralelo
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Diodos Conectados em Paralelo
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Diodos Conectados em Paralelo
Ex: A corrente total de dois diodos ligados em paralelo de 50A. Para garantir o compartilhamento de corrente, dois resistores so ligados em srie. Determine:a) A resistncia do resistor de compatilamento de corrente, de tal modo que a
corrente que passa atravs de qualquer um dos dois diodos no ultrapasse 55% do valor de I.
b) A perda total de potncia nos resistoresc) A tenso nos terminais da combinao de diodos
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c) A tenso nos terminais da combinao de diodos
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Diodos Conectados em Paralelo
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