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AULA 02 – 20/10/2020 SEMICONDUTORES POLARIZAÇÃO DIRETA Na polarização direta, o potencial positivo da fonte e ligado ao anodo (material tipo P) e o potencial negativo da fonte ligado ao catodo (material tipo N). O potencial negativo repele os elétrons do material tipo N, onde se a tensão da fonte de alimentação for maior do que a barreira de potencial os elétrons atravessam a junção PN, passa pelo material tipo P e é atraído pelo potencial positivo da fonte, ou seja, a barreira de potencial deixa de existir permitindo a passagem da corrente elétrica. Ao polarizar diretamente um diodo ideal ele se comporta como uma chave fechada. POLARIZAÇÃO INVERSA Na polarização inversa o potencial positivo da fonte e ligado ao catodo (material tipo N) o potencial negativo da fonte e ligado ao anodo (material tipo P). Na polarização inversa um diodo ideal se comporta como uma chave aberta, ou seja, ocorre um aumento da barreira de potencial impedindo a passagem da corrente elétrica. DIODO SIMBOLOGIA 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 serie com uma resistência, faz com que haja uma queda de tensão de 9,3 V na resistência, pois 0,7 V fica 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, e transformar corrente alternada em corrente continua 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 continua, e controlar o fluxo da corrente, permitindo que a corrente elétrica circule apenas em um sentido. FUNCIONAMENTO PRINCIPAIS CARACTERISTICAS DO DIODO TENSAO INVERSA DE PICO (PIV): É a tensão inversa máxima que o diodo pode suportar quando polarizado inversamente. CORRENTE DIRETA MAXIMA (I MAX): É a corrente que pode passar pelo diodo normalmente, sem danifica-lo. QUEDA MAXIMA DE TENSAO OU TENSAO DE BARREIRA: Quando uma corrente passa por um diodo, existe uma queda de tensão que não é proporcional a sua intensidade, sendo bastante estável. Esta tensão e geralmente cerca de 0,6 volts para diodos feitos de silício, de 0,2 volts para diodos de germânio. Um detalhe importante e que, mesmo diretamente polarizados, os diodos só começam a conduzir quando a tensão direta ultrapassa esse valor, daí o nome tensão de barreira. E por isso que para sinais muito pequenos, e preciso usar diodos de germânio. ASSOCIAÇÕES DE DIODOS EM SÉRIE Um conjunto de diodos do mesmo tipo associados em serie apresenta uma capacidade de corrente direta igual a capacidade de cada unidade. A tensão máxima reversa, entretanto, será a soma das tensões máximas reversas individuais. E importante que os diodos sejam do mesmo tipo, ou haverá uma distribuição irregular da tensão entre eles, causando a ruptura em um valor inferior a esta soma. EX.: CURVA CARACTERISTICA DO DIODO ASSOCIAÇÃO DE DIODOS EM PARALELO Na associação em paralelo, a queda de tensão é única e a capacidade de corrente será somada. A montagem de diodos em paralelo costuma ser problemática, e deve ser substituída por um único diodo com maior capacidade de corrente sempre que possível. Nos diodos associados em paralelo, a tendência será de que aquele com a menor barreira de tensão comece a conduzir primeiro, assumindo a maior parte (senão toda) a corrente do circuito. Portanto, não é suficiente que os diodos sejam do mesmo tipo, e preciso que resistores de baixo valor, contrabalancem esta tendência, permitindo uma divisão quase igual de corrente. O valor destes resistores deve ser tal que provoque uma queda de tensão de cerca de 0,5V para a corrente máxima do diodo associado. Ou seja, para diodos de 1A, será necessária uma resistência de aproximada 0,5Ω. Note que, além dos 0,7V perdidos na barreira de tensão do diodo, outros 0,5V serão perdidos no resistor, com uma dissipação de calor igual a 0,5 vezes a corrente.
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