Cap 2 - Aplicações de diodos

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Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
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CAPÍTULO 2 
APLICAÇÕES DO DIODO 
 
 Este capítulo desenvolverá um conhecimento funcional do diodo em diversas 
configurações utilizando modelos apropriados a cada tipo de aplicação. 
 
 Neste capítulo o aluno deverá conhecer os vários tipos de diodos existentes e, a aplicação 
de cada um deles. 
 
2.1– Análise por Reta de Carga 
A carga aplicada tem normalmente um impacto importante sobre o ponto ou região de 
operação de um dispositivo eletrônico. 
Vamos supor inicialmente um circuito, Figura 1, contendo uma bateria (ou pilha), um diodo 
e uma carga resistiva. Para traçar a reta de carga para este circuito faz-se as seguintes atribuições: 
1º) ID = 0 → VD = E 
2º) VD = 0 → ID = 
𝐸
𝑅
 
 
 
Figura 1 – Circuito do diodo em série com a carga 
 
A intersecção da reta de carga com a curva característica determinará o ponto de operação 
do sistema, como ilustra a Figura 2. 
 
Figura 2 – Desenhando a reta de carga e determinando o ponto de operação. 
 
 
O ponto de operação, obtido da interseção, da reta de carga e a curva característica do diodo 
é: 
VD ≡ 0,7 V (1) 
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Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
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ID ≡ 
𝐸 − 0,7
𝑅
(2) 
 
 
2.2 – Portas AND/OR 
 O circuito que será analisado na Figura 3(a) é uma porta “OR” para lógica positiva. Ou 
seja, o valor de 10V corresponde ao nível lógico “1”, enquanto que a a tensão de 0V corresponde 
ao nível lógico “0”. A Figura 3(b) mostra como fica a ligação para nível lógico “0” e “1”. 
 Uma porta “OR” é tal que o nível de tensão de saída será “1” se uma das entradas ou 
ambas as entradas forem nível lógico “1”. Ambas as entradas forem “0” a saída será “0”, também. 
 
(a) (b) 
Figura 3 – Porta “OR” para lógica positiva. 
 
 Para o circuito da Figura 4 será apresentada a porta “AND”. Ou seja, quando uma das 
entradas estiver em nível 0V, o diodo estará “conduzindo” e, a tensão de saída será nível lógico 
“0”. Para que a saída esteja em nível “1” é necessário que as duas entradas estejam em nível alto, 
ou seja, 10V. Aí os dois diodos estarão “desligados” e, a saída será 10V. 
 
Figura 4 – Porta “AND” de lógica positiva. 
 
2.3 – Retificador de Meia Onda 
 O circuito da Figura 5, chamado de retificador de meia onda, originará uma forma de 
onda vo , que possuirá um valor médio de uso particular no processo de conversão CA-CC. 
 
 
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(a) Condução 
 
(b) Bloqueio 
 
 
 
Figura 5 –Retificador de meia onda 
 
 O valor da tensão média de saídaVmédia é dada: 
 
𝑉𝑚é𝑑𝑖𝑎 = 
1
2𝜋
∫ 𝑉𝑚 𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡 𝑑𝜔𝑡
𝜋
0
 (3) 
 
𝑉𝑚é𝑑𝑖𝑎 = 
𝑉𝑚
2𝜋
[− cos 𝜔𝑡]0
𝜋 (4) 
 
𝑉𝑚é𝑑𝑖𝑎 = 0,318 𝑉𝑚 (5) 
 
 
2.4 – Retificador de Onda Completa 
 Neste tipo de retificação o sinal pode ser melhorado 100%, ou seja, neste tipo de 
retificação o semiciclo negativo também é retificado. 
 O circuito mais comumente empregado de retificador de onda completa é do tipo ponte, 
mostrado na Figura 6. 
 
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Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
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Figura 6 – Retificador onda completa em ponte 
 
A forma de onda na saída aparece com tensão positiva tanto no semiciclo positivo, como 
também, no semiciclo negativo. No semiciclo positivo da fonte os diodos D2 e D3 estão em 
condução e, no semiciclo negativo da fonte, os diodos D1 e D4 estarão em condução. 
A tensão média na carga é dada pelas seguintes equações: 
 
𝑉𝑚é𝑑𝑖𝑎 = 
1
𝜋
∫ 𝑉𝑚 𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡 𝑑𝜔𝑡
𝜋
0
 (6) 
 
𝑉𝑚é𝑑𝑖𝑎 = 
𝑉𝑚
𝜋
[− cos 𝜔𝑡]0
𝜋 (7) 
 
𝑉𝑚é𝑑𝑖𝑎 = 0,636 𝑉𝑚 (8) 
 
Outro tipo de circuito empregado para retificador onda completa é o transformador com 
derivação central, como mostra a Figura 7. 
 
 
 
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Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
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Figura 7 – Retificador onda completa com transformador de derivação central 
 
Para os dois tipos de retificadores de onda completa a forma de onda de tensão de saída 
é a mesma. Porém no caso da derivação central a tensão de pico reversa no diodo –PIV é o dobro 
do caso em ponte. Portanto, o diodo deve ser dimensionado para não ocorrer a ruptura - VR. 
 
 
 
 
2.5 – Ceifadores 
 Há uma variedade de circuitos com diodos chamados de ceifadores que têm a capacidade 
de “ceifar” uma porção do sinal de entrada sem distorcer o restante da forma de onda alternada. 
 Há duas categorias gerais de ceifadores: série e paralelo. Na configuração em série o 
diodo está em série com a carga, enquanto que na configuração em paralelo, o diodo está em um 
ramo paralelo com a carga. 
 
 2.5.1 – Ceifadores Série 
 Para chegar à tensão de saída vo alguns procedimentos são importantes. Como exemplo, 
vamos analisar o circuito da Figura 8. 
 
Figura 8 – Ceifador em série com uma fonte CC. 
 
 1º) Identificar o semiciclo que o diodo irá conduzir. 
2º) Determinar a tensão de entrada que causará uma mudança de estado do diodo. 
3º) Certificar sempre os terminais do diodo e da polaridade de vo. 
4º)Desenhar primeiramente o sinal de entrada (referência) e, depois determinar o sinal 
de saída a partir dos valores instantâneos de entrada. 
 
Seguindo os procedimentos acima, a forma de onda de saída é dada pela Figura 9. 
 
Figura 9 – Forma de onda de saída do circuito ceifador série com 
fonte CC da Figura 8 
 
 Invertendo os terminais da fonte CC, determine a nova forma de onda de saída para o 
circuito da Figura 10. 
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Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
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Figura 10 – Forma de onda de saída do circuito ceifador série com fonte CC invertida. 
 
 
2.5.2 – Ceifadores Paralelo 
 A análise em paralelo é muito semelhante à aplicada à configuração série, podendo seguir 
os mesmos procedimentos. 
 Desenhar as formas de ondas de saída para os circuitos ceifadores paralelo da Figura 11. 
Considerar os diodos de silício, ou seja, quando em condução existe uma queda de tensão nos 
seus terminais de 0,7V. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11 – Circuitos ceifadores paralelos 
 
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Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
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2.6 – Grampeadores 
 O circuito grampeador é aquele que “grampeia” o sinal em um valor CC diferente. O 
circuito deve ter um capacitor e um elemento resistivo, mas pode empregar uma fonte CC 
independente para introduzir um deslocamento adicional. 
 O valor de R e C deve ser escolhido de maneira que a constante de tempo τ = RC seja 
suficiente elevada ( τ ≥ 5 T) para assegurar que a tensão através do capacitor não se descarregue 
significativamente durante o intervalo em que o diodo está conduzindo. 
 Para determinar o sinal de saída de um circuito grampeador, é importante seguir 4 (quatro) 
passos: 
1º) determinar o sentido de carga do capacitor. 
2º) determinar o valor da carga máxima do capacitor. 
3º) calcular o valor do sinal de saída para o semiciclo positivo e negativo da tensão de entrada 
4º)comprovar que o valor de saída de pico a pico – ΔV tem o mesmo valor da tensão de entrada 
de pico – ΔV. 
 
 O circuito da Figura 12 grampeará o sinal de entrada no valor de zero (considerando o 
diodo ideal). Se formos considerar a queda de tensão no diodo (diodo real), ele grampeará em 
0,7V positivo. 
 
Figura 12 – Grampeador sem fonte CC 
 
1º) Passo - Durante o intervalo 0→T/2, o circuito o diodo D estará em condução, assim, o 
capacitor C carregará, a placa positiva do C está no lado esquerdo, conforme mostra a Figura 13. 
 
Figura 13 – Diodo “ligado” e o capacitor carregando. 
 
2º) Passo – Cálculo de vCmáx – Para determinar vCmáx, conforme Figura 13, a malha será vi, vCmáx 
e vD. Se vi = 5 V então vCmáx = 4,3 V. 
 
3º) Passo – No semiciclo positivo temos vo = vD = 0,7 V. No semiciclo negativo deve ser 
escolhida a malha formada por vi , vCmáxe vo. Daí obtém-se: 
vo = vi – vCmáx = (-5) – 4,3 = - 9,3 V 
Ou seja, a forma de onda de saídaficou grampeada para o valor negativo da tensão CC. 
 
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Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
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4º) Passo – Este passo serve para certificar-se que o resultado final está coerente. A onda de 
entrada vi excursiona de +5V até -5V, portanto ΔV = 10 Vpp. O sinal de saída vai de 0,7V até -
9,3 V, assim ΔV = 10Vpp também. 
 
 Repetir o mesmo raciocínio para os circuitos grampeadores da Figura 14, desenhando as 
formas de onda de saída, com os respectivos valores quantitativos nos eixos ordenados. 
 
 
 
 
Figura 14 – Circuitos grampeadores com entrada quadrada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
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2.7 -Diodos Zener 
 A análise de circuitos empregando diodos Zener é bastante similar àquela aplicada a 
diodos semicondutores nas seções anteriores. 
 O estado (ligado ou desligado) do diodo deve ser primeiramente determinado e, em 
seguida, deve-se fazer uma substituição do modelo aproximado e uma determinação das outras 
quantidades ainda não conhecidas do circuito. 
 O modelo de diodo zener para o estado “ligado” é dado pela Figura 15a. Para o modelo 
de diodo zener para o estado “desligado” vemos a Figura 15b. Nota-se que para o estado “ligado” 
é como se tivéssemos uma f.c.e.m. igual a VZ e, para o estado “desligado” um circuito aberto. 
 
 
Figura 15 – Equivalentes do diodo Zener para os estados: (a) ligado; (b) desligado. 
 
 Vi e R fixos 
 
 O circuito mais simples que utiliza diodo zener aparece na Figura 16. A tensão CC 
aplicada é fixa, assim como o resistor de carga. A análise pode ser fundamentalmente dividida 
em duas etapas. 
1ª) Determine o estado do diodo zener, removendo-o do circuito e calculando a tensão através 
do circuito aberto resultante. 
2ª) Substitua o circuito equivalente apropriado e determine as variáveis desejadas. 
 
Figura 16 – Regulador zener básico 
 
 Aplicando o passo 1º ao circuito da Figura 16 tem-se o circuito equivalente da Figura 17. 
Deste circuito equivalente pode-se determinar o valor de V. 
 
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Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
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Figura 17 – Determinação do estado do diodo zener 
𝑉 = 𝑉𝐿 = 
𝑅𝐿𝑉𝑖
𝑅 + 𝑅𝐿
 (9) 
 Se V < VZ, o diodo está desligado. 
 Se V>VZ,o diodo está ligado. 
 
 Para o diodo zener ligado, o circuito equivalente passa a ser o da Figura 18. 
 
 
Figura 18 – Substituição do equivalente zener para o estado “ligado”. 
 
 Nesta situação as seguintes equações passam a ser válidas para determinar as variáveis 
desejadas. 
𝑉𝐿 = 𝑉𝑍 (10) 
 
𝐼𝑅 = 𝐼𝑍 + 𝐼𝐿 (11) 
e 
𝐼𝑍 = 𝐼𝑅 − 𝐼𝐿 (12) 
 
onde 
 𝐼𝐿 = 
𝑉𝐿
𝑅𝐿
 e 𝐼𝑅 = 
𝑉𝑅
𝑅
 = 
𝑉𝑖 − 𝑉𝐿
𝑅
 
 
 A potência dissipada pelo diodo zener é determinada por: 
 
𝑃𝑍 = 𝑉𝑍𝐼𝑍 (13) 
 
 Exemplo 1 
a) Para o circuito da Figura 19, determine VL , IZ , IZ e PZ. 
b) Repita o item (a) com RL = 3,3 kΩ 
 
Figura 19 – Regulador com diodo zener. 
 
 
 
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Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
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Vi fixo e RL variável 
 
Devido à tensão Vz, há uma faixa específica de valores de resistor (e, portanto, corrente 
de carga) que garantirá que o diodo zener esteja no estado “ligado”, Uma resistência de carga RL 
muito pequena resultará em uma tensão VL através da resistência de carga que será menor do que 
VZ, fazendo com que o diodo zener esteja no estado “desligado”. 
 
Para determinar a resistência de carga mínima da Figura 20 que ligará o diodo zener, 
simplesmente calcula-se o valor de RL que resultará em uma tensão na carga VL = VZ. Ou seja: 
 
Figura 20 – Circuito com Vi fixo e RL variável 
 
𝑉𝐿 = 𝑉𝑍 = 
𝑅𝐿 𝑉𝑖
𝑅𝐿 + 𝑅
 
 
Determinando RL temos: 
𝑅𝐿𝑚𝑖𝑛 = 
𝑅 𝑉𝑍
𝑉𝑖 − 𝑉𝑍
 
 
Assim ILmáx é dado por: 
𝐼𝐿𝑚á𝑥 = 
𝑉𝐿
𝑅𝐿
 = 
𝑉𝑍
𝑅𝐿𝑚𝑖𝑛
 
 
Quando o diodo zener continua no estado ligado, então são válidas as seguintes equações: 
𝑉𝑅 = 𝑉𝑖 − 𝑉𝑍 
 
𝐼𝑅 = 
𝑉𝑅
𝑅
 
 
𝐼𝑍 = 𝐼𝑅 − 𝐼𝐿 
 
Como IZ é limitado ao valor máximo de IZM, fornecido pela folha de dados de fabricante, 
ele influencia a faixa de RL e, portanto de IL. Substituindo IZ por IZM, estabelece-se um valor 
mínimo para IL como: 
𝐼𝐿𝑚𝑖𝑛 = 𝐼𝑅 − 𝐼𝑍𝑀 
 
𝑅𝐿𝑚á𝑥 = 
𝑉𝑍
𝐼𝐿𝑚𝑖𝑛
 
 
 
 
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Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
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Exemplo 2 
(a) Para o circuito da Figura 21 determinar a faixa de valores de RL e IL que manterá VRL 
em 10 V. 
(b) Determine a potência máxima dissipada no diodo zener. 
 
 
Figura 21 – Diodo zener como regulador de tensão. 
 
 
 
 
 
2.8 – Circuitos Multiplicadores de Tensão 
 São empregados para manter uma tensão de pico relativamente pequena no 
transformador, multiplicando a tensão de pico na saída, por duas vezes, três, quatro ou mais vezes 
o pico da tensão de entrada. 
OBSERVAÇÃO: Este tipo de circuito “não” aceita cargas elevadas, pois o capacitor não consegue 
armazenar tensão por um longo tempo. 
 
 Dobrador de Tensão 
 O circuito da Figura 22 é um circuito dobrador de tensão de meia onda. 
 
Figura 22 – Dobrador de tensão de meia onda. 
 
 A Figura 23 mostra um circuito dobrador de tensão de onda completa. 
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Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
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Figura 23 – Dobrador de tensão de onda completa 
 
 Triplicador e Quadruplicador de Tensão 
 Aumentando-se mais o número de diodos e de capacitores obtém-se um aumento maior 
do nível de tensão em cada parte do circuito, como mostra a Figura 24. 
 
Figura 24 – Triplicador e quadruplicador de tensão 
 
2.9 – Diodos Emissores de Luz – Led 
O uso frequente de displays digitais em calculadoras, relógios, instrumentação digital 
e todas as formas de instrumentação tem contribuído para um interesse cada vez maior em 
dispositivos que emitem luz quando devidamente polarizados. Atualmente, os dois tipos de uso 
comum que realizam essa função são: o diodo emissor de luz (LED) e o display de cristal líquido 
(LCD – liquid-crystal display). 
O significado da palavra LED vem de Light Emitting Diode. É um diodo que emite 
luz visível quando energizado. Em todas as junções PN do semicondutor, uma parte da energia 
gasta na recombinação dos pares elétrons e lacunas será emitida na forma de calor e outra parte 
na forma de fótons. No silício e no germânio a maior parte da energia despendida é em forma 
de calor. Entretanto em outros materiais, como o fosfeto de arsianeto de gálio (GaAsP) ou o 
fosfeto de gálio (GaP), o número de fótons da energia luminosa é suficiente para criar uma fonte 
de luz bastante visível. 
Na Figura 25 mostra que a recombinação dos portadores injetados devido a junção 
polarizada diretamente resulta em uma luz emitida do local da recombinação. 
31 
Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
31 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 25 – Estrutura do led e sua simbologia 
 
O led apresenta as seguintes características elétricas: 
Corrente admissível: 10 a 60 mA (adotar geralmente 20 mA) 
Níveis de tensão: 1,7 a 3,3 V (adotar geralmente 2,0 V) 
Potência: 10 a 150 mW 
Vida Útil: 100.000 horas ou mais 
Tempo de resposta: ordem de ns 
Cores disponíveis: vermelho, verde, amarelo, laranja, branco, azul. 
 
A Tabela 1 fornece uma lista de semicondutores compostos comuns e a luz que eles 
emitem. Além disso, é listada a faixa típica de potenciais (tensão) de polarização direta de cada 
caso. 
Tabela 1 – Diodos emissores de luz – Leds 
 
 
Existem leds com duas cores e dois terminais, de maneira que uma inversão ele muda a 
cor de verde para vermelho e vice-versa. 
 As aplicações mais comuns dos leds são para sinalização de que os equipamentos estão 
ligados. Os displays nada mais são do que led em cada um dos seguimentos do display, inclusive 
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Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
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o próprio ponto decimal. O display é útil na contagem de peças de um processo industrial, bem 
como contagem de tempo,sinalização luminosa. 
 Outra grande aplicação do led hoje em dia é na fabricação de lâmpadas a led que propicia 
uma elevada eficiência luminosa. 
A Figura 26 ilustra bem estas aplicações do led. 
 
Figura 26 – Algumas das aplicações do led. 
 
 Como visto na Figura 26 a utilização dos leds vem cada vez mais alcançando espaços no 
mercado devido às características de maior nível de iluminação, elevada vida útil, variação de 
cores de ambientes, etc. 
 
2.10 – Fotodiodo 
O fotodiodo é um dispositivo semicondutor de junção PN, cuja região de operação é 
limitada a condição reversa. A configuração básica de polarização é mostrada na Figura 27. 
 
 
Figura 27 – (a) Configuração de polarização básica e (b) símbolo. 
 
 Na Figura 28 são apresentados vários tipos de fotodiodos disponíveis no mercado. 
33 
Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
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Figura 28 – Tipos de fotodiodos. 
 
A aplicação de luz na junção PN provoca uma transferência de energia das ondas de luz 
incidentes (na forma de fótons) à estrutura atômica, aumentando, com isso, o número de 
portadores minoritários e consequentemente o valor da corrente reversa, como é mostrado na 
Figura 29, para diferentes níveis de intensidade. A corrente escura mostrada na Figura 29 
corresponde ao valor de corrente na situação em que não há iluminação. 
 
 
Figura 29 – Curva característica do fotodiodo. 
 
 O espaçamento quase idêntico entre as curvas para um mesmo incremento no 
fluxo luminoso revela que ele e a corrente reversa possuem uma relação quase linear. Em outras 
palavras, um aumento da intensidade de luz resulta em um aumento proporcional na corrente 
reversa. A Figura 30 mostra um gráfico entre as duas grandezas para verificar essa relação linear, 
em uma tensão fica Vλ de 20 V. 
 
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Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
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Figura 30 – Corrente reversa- Iλ versus fluxo luminoso - fC para o fotodiodo. 
 
 Uma das aplicações do fotodiodo é na utilização em circuitos de chaveamento ou 
contadores de alta velocidade, como ilustra a Figura 31. Isto porque apresentam um tempo de 
mudança de estado muito rápido, da ordem de ns. Quando o item passa, o feixe de luz é 
interrompido, Iλ cai ao nível da corrente escura e o contador é acrescido de uma unidade. 
 
 
 
Figura 31 – Utilização de um fotodiodo em um sistema de contagem. 
 
 
Outra aplicação é em sistema de alarme, como mostra a Figura 32. A corrente reversa Iλ 
continua fluindo até o instante em que o feixe de luz é interrompido. Se interrompido, Iλ cai, e a 
corrente que passa a circular é a escura, soando o alarme. 
 
 
Figura 32 – Aplicação de um fotodiodo em um sistema de alarme. 
 
Uma das aplicações que podem ser mostradas sobre o fotodiodo e o led é mostrada 
na Figura 33. 
35 
Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
35 
 
 
Figura 33 – Aplicação de fotodiodo e led, num circuito sensor de luz. 
 
O princípio de funcionamento do circuito da Figura 33, quando se interrompe a 
incidência de luz no fototransistor TIL 78, a sua impedância aumenta fazendo com Iλ diminua, 
então a corrente de base Ib aumenta, levando o transistor Q1 a entrar em condução. Q1 entrando 
em condução faz circular a corrente de coletor Ic que é a própria corrente no led, e ele acende. 
Quando incide luz no fototransistor ele conduz e não drena corrente Ib para a base do transistor 
Q1, daí ele não conduz (bloqueio), e o led fica apagado. Este circuito pode ser utilizado como 
um relé fotoelétrico, disponível no mercado. 
Uma outra aplicação de led e fotodiodo é no sistemas de fibra óptica, como mostra 
a Figura 34. A luz emitida é então direcionada através do cabo para a estação receptora, onde um 
fotodiodo reage a ela e permite que diferentes valores de corrente passem de acordo com o 
estabelecido por V e R. 
 
 
Figura 34 – Componentes básicos de um sistema de comunicação óptica. 
 
Um circuito básico para explicar esta emissão e recepção do sinal via fibra óptica é 
mostrado na Figura 35. O led só vai começar a enviar sinal quando houver habilitação no terminal 
de entrada da porta E. Quando houver tensão VGS o JFET entra em condução acendendo o led. O 
36 
Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
36 
 
led envia sinal de luz no cabo de fibra óptica. Esse sinal de luz quando chega no fotodiodo 
sensibiliza-o fazendo circular uma corrente reversa. Então a tensão VGS no JFET da recepção fica 
pulsante de acordo com os pulsos enviados pelo led. Estes pulsos serão codificados na tensão de 
saída Vo. 
 
 
Figura 35 – Circuito básico de comunicação via fibra óptica. 
 
 
2.11 - Diodo Schottky 
 
É possível criar uma junção com propriedades similares às de uma junção PN usando o 
alumínio (Al) para dopar apropriadamente um silício tipo N. O produto resultante é chamado de 
junção metal-semicondutor (MS). 
Assim como uma junção PN, a junção MS apresenta baixa resistência para a circulação 
de corrente quando está polarizado diretamente ( M + em relação ao sílicio N) e, apresenta alta 
resistência quando polarizado reversamente. 
Uma região de depleção e uma barreira de potencial aparecem em uma junção metal-
semicondutor, similar à da junção PN. No entanto na junção MS os elétrons acumulam-se na 
superfície do metal e a região de depleção só existe do lado do semicondutor. 
Uma das aplicações mais comuns deste tipo de diodo Schottky está em circuitos de 
chaveamento, onde a polarização de um diodo muda rapidamente da polarização reversa para a 
direta e, vice-versa. A Figura 36 mostra a estrutura básica de um diodo Schottky, simbologia e 
encapsulamento comercial mais comum. 
37 
Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
37 
 
 
 
 
Figura 36 – Diodo Schottky 
 
 
2.12 – Diodo Varicap 
O diodo varactor também conhecido como diodo varicap ou ainda CVT (capacitância 
variável com a tensão) são semicondutores que se comportam como capacitores que variam com 
a tensão. 
Seu modo de operação depende da capacitância existente na junção PN, quando o 
elemento está reversamente polarizado. 
Sob condições de polarização reversa, estabeleceu-se que há uma região de cargas não 
cobertas em cada lado da junção e que, juntas, elas formam a região de depleção de largura Wd. 
A capacitância de transição (CT), estabelecidas pelas cargas isoladas não-cobertas, é determinada 
por: 
 
𝐶𝑇 = ∈ 
𝐴
𝑊𝑑
 (14) 
 
Onde 
Є = permissividade dos materiais semicondutores 
A = área da junção PN 
Wd = largura da depleção. 
 
 À medida que cresce o potencial de polarização reversa, a largura da região de depleção 
aumenta, reduzindo consequentemente a capacitância de transição. 
 As características de um diodo varicap são mostradas na Figura 36, Observe que há um 
declínio considerável de CT com o aumento da polarização reversa. O valor de CT pode variar de 
2 pF a 100 pF. 
38 
Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
38 
 
 
Figura 36 – Características de um diodo varicap 
 
 A Figura 37 mostra o circuito equivalente de um diodo varicap e os tipos de simbologias 
comumente empregadas para este tipo de diodo. 
 
Figura 37 – Diodo varicap – (a) circuito equivalente - (b) símbolos, 
 
 O encapsulamento e as especificações máximas para um diodo varactor de sintonia 
hiperabrupto Micrometrics são fornecidos pela Figura 38. A junção hiperabrupta é criada por 
meio de uma técnica especial de implantação iônica, que resulta em uma junção mais abrupta do 
que o varactor de junção abrupta mais comum. 
 
Figura 38 – Varactor de sintonia hiperabrupto Micrometrics (a) encapsulamento, (b) 
especificações máximas 
39 
Cap. 2 – Aplicações dos Diodos 
39 
 
 Na Figura 39 o diodo varactor é empregado em um circuito de sintonia. Isto é, a 
frequência de ressonância vem do paralelismo entre o indutor e o capacitor. As frequências 
selecionadas pelo circuito sintonizado são, então, passadas pelo amplificador de alta impedância 
de entrada para posterior amplificação. 
 
 
 
Figura 39 – Circuito de sintoniautilizando um diodo varactor. 
 
 Na Figura 39 o diodo varactor é representado pelo CT. Este tipo de diodo é aplicado em 
altas frequências que incluem moduladores FM (Frequency Modulation), dispositivos 
automáticos de controle de frequência, filtros ajustáveis de banda passante e amplificadores 
paramétricos. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
BOYLESTAD, Robert L; NASHELSKY, Louis – Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos. 
Pearson Education do Brasil, 11ª ed. São Paulo, 2013.