Download - Diodos SENAI
Eletrônica Analógica
Prof. Robson N. Vilela
SEMICONDUTORES
DIODO
RONDONÓPOLIS
2008
Um pouco de história: o tubo a vácuo ou válvula termiônica
O termo válvula foi utilizado para indicar que a corrente elétrica só consegue passar em uma direção. Um outro nome utilizado é tubo a vácuo.
Diodo a válvula de Fleming,1904
A válvula de Fleming em operação, e um dos primeiros modelos de sua válvula, 1905.
Diodo a válvula - operaçãoO tipo mais simples de válvula, com apenas dois eletrodos – anodo e catodo (filamento, no caso de válvulas à bateria, como mostrado no diagrama). Os eletrodos estão em um ambiente a vácuo, no interior de um bulbo de vidro, e as conexões aos eletrodos passam por este bulbo por entradas vedadas. O filamento quente ou catodo gera uma “nuvem” invisível de elétrons no espaço à sua volta. Um potencial positivo no anodo atrai estes elétrons, havendo, portanto, a passagem de corrente do catodo para o anodo. O ambiente a vácuo é necessário para que os elétrons possam se mover livremente à medida que passam do catodo (filamento) ao anodo (placa).
Diagrama de funcionamento
Válvulas diodo de Fleming
Diodos a válvula de Fleming,1904-1905
O PRIMEIRO COMPUTADOR DIGITAL: ENIAC (1945)
PESAVA 30 TONELADAS, E FAZIA 5.000 SOMAS POR SEGUNDO (HOJE UM NOTEBOOK FAZ 2 BILHÕES DE SOMAS POR SEGUNDO).
A PROGRAMAÇÃO ERA FEITA LIGANDO-SE CABOS A CONECTORES, DE ACORDO COM AS OPERAÇÕES A SEREM EXECUTADAS.
FOI CRIADO NO FIM DA 2A. GUERRA, PARA AUXILIAR NO PROJETO DA 1A. BOMBA ATÔMICA AMERICANA.
17.468 válvulas500.000 conexões de solda180 m² de área construída5,5 m de altura25 m de comprimento
Semicondutores
Dizemos que um material é semicondutor se sua resistência se encontra entre a dos
condutores e a dos isolantes.
Os principais semicondutores utilizados são:
Silício (Si)Germânio (Ge)
Diodo Retificador
Constituição
Um díodo retificador é constituído por uma junção PN de material semicondutor (silício ou germânio) e por dois terminais, o Ânodo (A) e o Cátodo (K).
Símbolo:
Junção PNA junção de um material semicondutor do tipo P (com excesso de lacunas) com um material semicondutor do tipo N (com excesso de electrões livres) origina uma junção PN. Na zona da junção, os elétrons livres do semicondutor N recombinam-se com as lacunas do semicondutor P formando uma zona sem portadores de carga eléctrica que se designa por zona neutra ou zona de deplecção.
Zona neutra ou zona de deplecção
Electrões livres Lacunas
Símbolo e Encapsulamento do diodo de junção
Identificação visual dos terminais
O terminal que se encontra mais próximo do anel é o catodo (K).
O terminal ligado à parte roscada é o cátodo (K).
O terminal ligado à parte mais estreita/afunilada é o catodo (K).
Forma física de diodos de junção
TESTE DE DIODOS COM MULTÍMETRO
•Diodos - Coloque a chave seletora na posição com o símbolo do diodo e meça o componente nos dois
sentidos. Num sentido o visor deve indicar um valor de resistência e no outro ficar apenas no número "1". Veja
abaixo:
Principio de funcionamento
Quando polarizado diretamente um díodo retificador conduz porque na junção PN a zona neutra ou zona de depleção (zona sem portadores de carga eléctrica) estreita a resistência elétrica diminui e a corrente elétrica passa.
Zona neutra ou zona de deplecção estreita
LacunasElectrões livres
Principio de funcionamento
Quando polarizado inversamente um díodo retificador não conduz porque na junção PN a zona neutra ou zona de depleção (zona sem portadores de carga elétrica) alarga a resistência elétrica aumenta significativamente e a corrente elétrica não passa.
Zona neutra ou zona de deplecção alarga
Electrões livres Lacunas
Queda de tensão interna
Quando o díodo está polarizado diretamente a corrente elétrica ao passar pela zona neutra ou zona de depleção que apresenta uma certa resistência, origina uma queda de tensão (U=RxI).
Nos díodos de silício essa queda de tensão interna pode variar entre 0,6Volt e 1Volt.
Nos díodos de germânio essa queda de tensão interna pode variar entre 0,2Volt e 0,4Volt.
Leitura das características técnicas
Exemplo:
Díodo retificador 1N4007
UR = 1000V Tensão inversa máxima que se pode aplicar ao díodo em polarização inversa.
IF = 1A Corrente direta máxima permanente que pode circular pelo díodo.
IR = 5µA Corrente inversa que percorre o díodo quando polarizado inversamente
VF = 1,1V Queda de tensão interna máxima quando o díodo polarizado diretamente conduz uma corrente direta de 1A.
Diodo polarizado diretamente
O díodo retificador é um componente unidireccional ou seja, só conduz num sentido (quando o Ânodo está a um potencial positivo em relação ao Catodo). Nessa situação diz-se que o díodo está polarizado diretamente.
VCC
+
_
A K
Díodo polarizado inversamente
Quando o díodo rectificador está polarizado inversamente(Ânodo a um potencial negativo em relação ao catodo) não conduz (está ao corte).
VCC
+
_
AK
Uma aplicação simples: o retificadorRetificador: pode ser utilizado para gerar um sinal
de corrente contínua a partir de um sinal de corrente alternada.
(b) Forma de onda antes da retificação
(e) Forma de onda depois da retificação
(a) Circuito retificador