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Polarização do diodo

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Polarização do diodo 
Polarizar um diodo significa aplicar uma 
diferença de potencial as suas 
extremidades. 
Se conectarmos uma bateria aos terminais 
do diodo, haverá uma polarização direta, 
caso o polo positivo da bateria for colocado 
em contato com o material tipo P, e o polo 
negativo em contato com o material tipo N. 
Polarização direta 
No material tipo N os elétrons são 
repelidos pelo polo negativo da bateria e 
empurrados para a junção. No material tipo 
P, as lacunas também são repelidas pelo 
terminal positivo e tendem a penetrar na 
junção. Isso diminui a zona de depleção. 
Para haver fluxo livre de elétrons, a tensão 
da bateria tem de sobrepujar o efeito da 
zona de depleção. E então estabelecido 
um fluxo de corrente elétrica através do 
dispositivo. 
Polarização reversa 
Invertendo-se as conexões entre a bateria 
e a junção PN, isto e, ligando o polo 
positivo da bateria no material tipo N e o 
polo negativo no material tipo P, a junção 
fica polarizada inversamente. No material 
tipo N os elétrons são atraídos para o 
terminal positivo, afastando-se da junção. 
Fato análogo ocorre com as lacunas do 
material do tipo P. Podemos dizer que, 
nesta condição, o potencial elétrico da 
bateria aumenta a zona de depleção, 
tornando praticamente impossível o 
deslocamento de elétrons de um cristal 
para o outro. 
Curva característica de um diodo 
A curva característica de um diodo e um 
gráfico que relaciona cada valor da tensão 
aplicada com a respectiva corrente elétrica 
que atravessa o diodo 
(Figura 3.5). 
 
Curva na polarização direta 
A curva de operação do diodo não e uma 
reta como no caso de um resistor, portanto 
o diodo e um componente não linear 
(Figura 3.6). 
 
Tensão de joelho – aplicando-se a 
polarização direta, o diodo não conduz 
intensamente ate que se ultrapasse a 
barreira de potencial. À medida que a 
tensão aplicada no diodo aproxima-se do 
potencial da barreira, os elétrons livres e 
as lacunas começam a atravessar a junção 
em grandes quantidades. A tensão para a 
qual a corrente começa a aumentar 
rapidamente e chamada de tensão joelho 
(no silício e aproximadamente 0,7 V) 
Curva na polarização reversa do diodo 
O diodo polarizado reversamente conduz 
uma corrente elétrica extremamente 
pequena (corrente de fuga). Aumentando-
se a tensão reversa aplicada sobre o 
diodo, em um determinado momento, 
atinge-se a tensão de ruptura a partir da 
qual a corrente aumenta sensivelmente, 
causando a destruição do diodo 
semicondutor (Figura 3.7). 
 
Especificações de um diodo 
Para a correta especificação de um diodo 
são fundamentais dois parâmetros: 
IFAV – Corrente media máxima em 
condução direta (A). 
URRM – Máxima tensão reversa repetitiva 
de pico (V). 
A não observância destes parâmetros nos 
circuitos eletrônicos causa a destruição do 
componente. Veja na Figura 3.8 um 
exemplo de especificação de um diodo. 
 
 
 
TEMA 
 
Comportamento CC e CA 
Conforme estudado ate este momento, os 
componentes eletrônicos necessitam de 
um suprimento de energia elétrica para o 
seu correto funcionamento. 
Esse suprimento de energia pode ser 
proveniente de baterias ou pilhas. 
Entretanto, muitos equipamentos 
destinam-se a aplicações residenciais ou 
industriais cuja principal fonte de energia e 
a rede elétrica de corrente alternada. 
Nesta aula estudaremos a forma de 
converter a energia das redes elétricas em 
energia adequada à operação de um 
circuito eletrônico. Essa fonte de energia e 
composta por diversos componentes: 
transformador, circuito retificador, capacitor 
de filtragem e circuito regulador de tensão. 
Cada componente será estudado 
separadamente a seguir e, ao final da aula, 
teremos a integração de todas as partes. 
O transformador 
As fontes de tensões utilizadas em 
sistemas eletrônicos em geral são menores 
que 50 UCC, enquanto a tensão de 
entrada de energia elétrica costuma ser de 
127 Urms ou 220 Urms. Logo, a primeira 
etapa de processamento da energia e o 
rebaixamento do nível de tensão. O 
componente utilizado para essa tarefa e o 
transformador que opera segundo os 
princípios do eletromagnetismo. 
O transformador e constituído por duas 
bobinas (chamadas de enrolamentos) 
unidas magneticamente por um núcleo. A 
energia flui de uma bobina para outra pelo 
fluxo magnético. 
Na Figura 6.1 observa-se um exemplo de 
transformador utilizado em fontes de 
energia de baixa potencia. 
 
Na Figura 6.2 a tensão de entrada U1 esta 
conectada ao que se chama de 
enrolamento primário e a tensão de saída, 
ao enrolamento secundário. 
 
No transformador ideal: 
 
onde: 
U1 tensão no primário; 
U2 tensão no secundário; 
N1 numero de espiras no enrolamento 
primário; 
N2 numero de espiras no enrolamento 
secundário. 
A corrente elétrica no transformador ideal 
e: 
 
6.2 Circuitos retificadores 
São circuitos que utilizam diodos 
semicondutores os quais convertem a 
energia elétrica alternada em corrente 
continua. Observe na Figura 6.3, o circuito 
retificador meia onda, na Figura 6.4, o 
circuito retificador onda completa e, na 
Figura 6.5, o circuito retificador onda 
completa em ponte. 
 
Figura 6.3: Transformador e circuito 
retificador meia onda 
 
Figura 6.4: Transformador de tap central 
e circuito retificador onda completa 
 
Figura 6.5: Transformador e circuito 
retificador onda completa em ponte 
 
 
 
 
Diodos 
O diodo é formado pela simples união de 
dois tipos de material semicondutor N e P 
(figura 1), os diodos são construídos 
normalmente com germânio (Ge) ou Silício 
(Si) sendo um componente eletrônico de 
dois terminais. Conduz corrente elétrica 
preferivelmente em um só sentido, 
bloqueando a sua passagem no sentido 
oposto. 
 
 
 
 
 
 
Quando os materiais N e P são unidos, os 
elétrons e as lacunas das duas partes se 
combinam, devido às forças de atração, 
formando uma região que não existem 
portadores livres. Essa região, constituída 
de íons positivos e negativos, é chamada 
de região de depleção. 
 
O diodo é um dispositivo de dois terminais 
possibilitando a aplicação de uma tensão 
de duas formas: polarização direta e 
polarização reversa. 
Na polarização direta (figura 3) o anodo e o 
catodo do diodo deve ser conectado no 
terminal positivo e negativo da bateria 
respectivamente. O diodo passa ser um 
condutor quando polarizado diretamente, 
pois a região de depleção entre os dois 
tipos de material é eliminada devido à 
diferença de apotecial da bateria. A 
ausência dessa camada possibilita a 
circulação dos portadores livres, permitindo 
a circulação de uma corrente elétrica. O 
diodo nessa condição é considerado uma 
chave fechada 
 
 
Polarização direta 
 
 
Na polarização reversa (figura 4) o anodo e 
o catodo do diodo estão conectados no 
terminal negativo e positivo da bateria 
respectivamente, ou seja, uma diferença 
de potencial negativa entre o anodo e 
catodo é aplicada. Nessa condição a 
região de depleção é aumentada, devido à 
aplicação da tensão reversa em seus 
terminais, impedindo a circulação de 
portadores livres na junção. 
Na polarização reversa não ha uma 
circulação de corrente elétrica expressiva, 
o diodo é considerado uma chave aberta. 
Entretanto mesmo nessas condições, o 
dispositivo apresenta uma pequena 
circulação de corrente sendo caracterizada 
como uma corrente defuga, geralmente da 
ordem de nA a uA. 
 
 
Polarização reversa 
 
ASPECTOS PRÁTICOS DO DIODO 
 
Para cada tipo de diodo (Si ou Ge) teremos 
uma curva típica de polarização como a 
apresentada na figura 5. A condução 
efetiva do diodo, quando polarizado 
diretamente, ocorre no joelho da curva na 
tensão Vt sendo essa de 0,3V para o diodo 
de germânio e 0.7V para o diodo de silício. 
Nos diodos práticos existe um limite de 
condução de corrente na polarização direta 
e um limite de tensão reversa na 
polarização reversa, esses parâmetros 
variam para cada fabricante e modelo 
diferente. Se aumentarmos gradativamente 
a tensão de polarização reversa podemos 
entrar na região Zener da curva de 
polarização do diodo (figura 5). Para os 
diodos normais (diodos de retificação) essa 
região é irrevivescível (impossível de se fazer reviver) e o 
dispositivo se queima.

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