DIODOS ESPECIAIS

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DÍODOS ESPECIAIS
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
UEM 2025
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SUMARIO E OBJETIVOS
• TIRISTOR OU SCR.
• DIAC
• TRIAC
• DÍODOS SCHOTTKY
• DÍODOS ZENER
• DÍODOS VARICAP
• OBJETIVOS
1.Explicar o princípio de funcionamento dos dispositivos semicondutores utilizados nas 
aplicações das Engenharias Eléctrica, Informática e das Telecomunicações. 
2. Descrever qualitativa e quantitativamente o funcionamento das aplicações circuitais 
mais utilizadas nas Engenharias Eléctrica, Informática e das Telecomunicações .
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Tirístor
A função de um tirístor é de abrir e fechar circuitos com grandes cargas, como 
motores, electroímanes, aquecedores, converter CA em CC, CC em CA.
Os tirístores trabalham sempre entre dois estados de funcionamento: o corte e 
a condução, por isso podemos dizer que são dispositivos de comutação.
TIRISTORES
Tipos: 
 SCR (Retificador Controlado de Silício). Interruptor unidireccional
 LASCR (SCR ativado por luz)
GTO (tiristor comutável pela porta) Interruptor unidireccional (Corte 
pelo gate)
 TRIAC (tiristor triodo bidirecional) Interruptor bidireccional
 DIAC. (tiristor diodo bidirecional) Interruptor bidireccional (Controle 
de tiristores)
O tirístor SCR, apresenta a seguinte simbologia com a sua respetiva legenda
É o principal dos tirístores pelo número e aplicações.
Permite não só rectificar uma corrente alternada mas também controlar a 
corrente que passa por ele e pela carga ligada em série com ele.
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Constituição
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É constituído por quatro camadas de material semicondutor 
PNPN (silício), originando três junções PN. Possui três 
terminais designados por Ânodo (A), Cátodo (K) e Gate (G) ou 
Porta.
A
K
G
O circuito equivalente de um 
SCR corresponde a dois 
transístores complementares, 
em que o colector de um está 
ligado à base do outro e o 
colector do outro na base do 
primeiro. Uma das bases 
corresponde ao terminal de 
disparo, gate ou porta.
K
K
G
A
Aspecto exterior
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K
G
A Ânodo
Cátodo
Gate
K
G
A
Um dos 12 SCR para um “pequeno”
rectificador trifásico de 500 MW e 500 KV
(Inga-Shaba, ZAIRE)
O SCR é o dispositivo electrónico mais robusto que existe.
Pode controlar tensões e correntes realmente impresionantes.
Alguns exemplos são realmente espectaculares.
A foto do SCR ao lado mostra o tamaño do mesmo. Observar os 
dois homens subidos no dispositivo. Da para apreciar o tamaño.
O rectificador de Inga-Shaba, fornece energía de CD a uma 
distancia de 1700 kms. Considerada uma das linhas mais longas 
do mundo.
Principio de funcionamento
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O funcionamento do SCR é semelhante ao do díodo. Para além do ânodo e 
cátodo estarem polarizados directamente (ânodo a um potencial positivo em 
relação ao cátodo) é necessário ainda aplicar uma tensão positiva adequada 
na gate, para que circule corrente entre ânodo e cátodo.
Condições para que o SCR funcione:
1.- Em polarização inversa o SCR está bloqueado (não conduz) quer se 
aplique ou não tensão na gate.
2.- Em polarização directa, o SCR está bloqueado, salvo quando se aplica 
uma tensão adequada na gate, entrando assim num estado de condução.
3.- Depois do SCR entrar em condução pode suprimir-se o sinal na gate que 
ele continua a conduzir.
4.- O SCR deixa de estar em condução quando a corrente que o percorre 
baixa a um valor inferior à corrente mínima de manutenção (IH) indicada 
pelo fabricante.
Curva característica estática de um SCR
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Para tensões inversas aplicadas 
(3º quadrante do gráfico), o cristal 
semicondutor comporta-se como 
qualquer díodo de junção. Há 
uma corrente de fuga muito 
reduzida, até que atingindo-se a 
tensão de zener, a corrente 
aumenta bruscamente e ligeiras 
variações de tensão dão origem a 
grandes variações de corrente. 
Tensão 
directa
Tensão 
inversa
Corrente de 
fuga
Corrente de 
fuga
VRO
I 
directa
I 
inversa
VT
Curva característica de um tirístor com a gate aberta
Curva característica estática de um SCR
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Com tensões directas (1º quadrante do 
gráfico) o caso é diferente. Para 
pequenas tensões começa também a 
aparecer uma pequena corrente de fuga, 
mas quando a tensão atinge um valor 
VRO, observa-se um aumento brusco de 
corrente, baixando imediatamente a 
queda de tensão interna no tirístor para 
um valor pequeno (VT). Chama-se a 
VRO a tensão de ruptura, sendo de 
notar que a letra O de VRO significa 
“Open” (aberto). Tudo isto se passa 
portanto com a gate aberta. O tirístor 
passa a conduzir fortemente, uma vez 
atingida a tensão VRO.
Tensão 
directa
Tensão 
inversa
Corrente de 
fuga
Corrente de 
fuga
VRO
I 
directa
I 
inversa
VT
Curva característica de um tirístor com a gate aberta
Característica Estática dos Tiristores
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Na prática não se aplica ao tirístor uma tensão tão alta 
como VRO, pois isso pode danificar o dispositivo. O que 
se faz é aplicar um impulso positivo à gate e, ainda que 
seja relativamente baixa a tensão directa (muito inferior a 
VRO) o SCR passa rapidamente ao estado de condução.
Quando o tirístor entra em franca condução a tensão da 
fonte vai praticamente ficar aplicada integralmente na 
carga do circuito, pois uma vez que a resistência interna 
cai a um valor muito baixo, também assim acontece à 
tensão entre o ânodo e o cátodo.
Características técnicas
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VDRM Tensão máxima repetitiva em estado de não condução.
ITRMS Corrente eficaz máxima em condução.
IGT Corrente máxima de disparo na gate.
VGT Tensão máxima de disparo na gate.
VTM Queda de tensão máxima em condução.
IH Corrente de manutenção.
ITSM Corrente máxima transitória.
TIRISTORES
Características:
 Disparo controlado
 Corte Natural
 Fácil conexão em série
 Baixa frequência de operação (50/60 Hz)
 Possuem resistência eléctrica variável com a 
temperatura, portanto, dependem da potência 
que estiverem conduzindo;
Aplicações do SCR 
• Controles de relés e motores;
• Fontes de tensão reguladas;
• Choppers (variadores de tensão CC);
• Inversores CC-CA;
• Cicloconversores (variadores de frequência);
• Carregadores de bateria;
• Controles de iluminação;
DIAC (DIODE FOR ALTERNATING CURRENT)
O Diac é um díodo de avalanche com três camadas e dois terminais que 
pode ser comutado do estado de bloqueio, para o estado de 
condução, por aplicação de uma tensão com qualquer polaridade ( 
positiva ou negativa ).
ESTRUTURA
CURVA CARACTERÍSTICA
SIMBOLO
DIAC (Continuação)
Tem uma constituição semelhante à do transístor bipolar, diferindo nas duas 
junções, que no diac têm a mesma concentração de impurezas, e por não possuir 
contacto de base.
A simetria da curva característica deve-se ao igual nível de dopagem das duas 
junções.
À medida que a tensão, positiva ou negativa, aplicada aos terminais do diac 
aumenta, flui uma pequena corrente de fugas (leakage current) IBO, até que a 
tensão atinge o ponto de disparo VBO (breakover voltage). Dá-se o fenómeno de 
avalanche na junção inversamente polarizada, isto é, a corrente do diac aumenta 
substancialmente, enquanto a tensão diminui.
Como um DIAC é um dispositivo bidirecional, seus terminais não são marcados 
como ánodo ou cátodo mas a maioria é marcada como A1 ou MT1 e A2 ou MT2.
Funciona da mesma maneira que dois díodos Zener em anti-Serie.
É utilizado como dispositivo de disparo de TRIAC e Tirístores em circuitos de 
controle de intensidade luminosa, aquecimento, controle de velocidade de motores, 
etc.
TRIAC (TRIODO FOR ALTERNATING CURRENT)
O triac possui uma característica directa no estado de bloqueio e no estado 
de condução, igual à do tirístor, mas para ambas as polaridades da tensão 
aplicada aos terminais principais.
ESTRUTURA
CURVA CARACTERÍSTICA
SIMBOLO
TRIAC (TRIODO FOR ALTERNATING CURRENT)
Para uma polarização directa (MT2 negativo em relação a MT1), o triac 
apresenta-se inicialmente no estado de bloqueio e em seguida passa à condução 
directa, para a tensão VBO (breakover voltage). Como no tirístor VBO pode ser 
controlada, ou variadapor aplicação de um impulso de corrente, positivo ou 
negativo, à gate. Aumentando a amplitude do impulso de corrente, diminui o 
VBO do triac.
O triac pode ser considerado como um conjunto de dois tirístores em anti - paralelo.
	Slide 1: DÍODOS ESPECIAIS
	Slide 2: SUMARIO E OBJETIVOS
	Slide 3: Tirístor
	Slide 4: TIRISTORES
	Slide 5: O tirístor SCR, apresenta a seguinte simbologia com a sua respetiva legenda É o principal dos tirístores pelo número e aplicações. Permite não só rectificar uma corrente alternada mas também controlar a corrente que passa por ele e pela carga li
	Slide 6: Constituição
	Slide 7: Aspecto exterior 
	Slide 8
	Slide 9: Principio de funcionamento
	Slide 10: Curva característica estática de um SCR
	Slide 11: Curva característica estática de um SCR
	Slide 12: Característica Estática dos Tiristores
	Slide 13
	Slide 14: Características técnicas
	Slide 15: TIRISTORES
	Slide 16: Aplicações do SCR 
	Slide 17: DIAC (DIODE FOR ALTERNATING CURRENT)
	Slide 18: DIAC (Continuação)
	Slide 19: TRIAC (TRIODO FOR ALTERNATING CURRENT)
	Slide 20: TRIAC (TRIODO FOR ALTERNATING CURRENT)