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SEL – 0203 Princípios de Eletrônica
Professor: João Bosco A. London Junior 
E-mail: jbalj@sel.eesc.usp.br
Diodo
Dispositivo semicondutor
Semicondutores
„ Materiais que possuem características intermediárias 
entre os condutores e os isolantes (250 C)
¾ Exemplos: Silício, Germânio e composto de Gálio.
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Semicondutores
„ Materiais que possuem características intermediárias 
entre os condutores e os isolantes (250 C)
¾ Exemplos: Silício, Germânio e composto de Gálio.
Obtenção de um diodo a partir do Silício
Semicondutores
„ Silício (Si)
„ Na sua forma pura (intrínseca) apresenta uma estrutura cristalina
com quatro elétrons na camada de valência (tetravalente)
Átomo de Silício
Estrutura de um semicondutor Intrínseco
Ligações Covalentes
-00 absoluto (00 K = - 2730 C) não possui elétrons livres
-Temperatura Ambiente (250 C) tem alguns elétrons livres
Semicondutores
„ Dopagem: adicionar impurezas em um semicondutor intrínseco
„ Através da dopagem podemos obter os materiais do tipo “P” e do
tipo “N”
Obs.: O semicondutor dopado passa a ser denominado material
“Extrínseco”
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Semicondutores
„ Material do tipo “P”
Para obter um material do tipo P, adicionamos ao cristal de Silício
impurezas trivalentes, como por exemplo o alumínio (Al)
Átomo de alumínio (impureza)
Semicondutor Extrínseco
Lacuna (formada pela falta de 
elétron)
Semicondutores
„ Material do tipo “P”
Características Receptivas: atrair elétron para completar a quarta
ligação (Íons negativos – recebe elétrons fica carregado negativamente)
• Portadores Majoritários – Lacunas
•Portadores Minoritátios – Elétrons livres
Semicondutores
„ Material do tipo “P” – Características Receptivas
Representação
Material extrínseco tipo PMaterial Extrínseco Tipo “P”
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Semicondutores
„ Material do tipo “P” – Características Receptivas
Representação
Í N ti (R t )
Material extrínseco tipo PMaterial Extrínseco Tipo “P”
Íons Negativos (Receptoras)
Lacunas (Majoritários)
Elétrons Livres (Minoritários)
Semicondutores
„ Material do tipo “N”
Para obter um material do tipo P, adicionamos ao cristal de Silício
impurezas pentavalentes, como por exemplo o Fósforo (P)
Semicondutor extrínseco tipo NSemicondutor Extrínseco
Átomo de alumínio (impureza)
Elétron Livre
Semicondutores
„ Material do tipo “N”
Semicondutor extrínseco tipo NSemicondutor Extrínseco
Características Doadoras: doar o elétron livre para ficar estável (Íon
Positivo)
• Portadores Majoritários – Elétrons
• Portadores Minoritários – Lacunas
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Semicondutores
„ Material do tipo “N” – Características Doadoras
Representação
Semicondutor extrínseco tipo N
Material Extrínseco Tipo “N”
Semicondutores
„ Material do tipo “N” – Características Doadoras
Representação
Material Extrínseco Tipo “N”
Semicondutores
„ Dispositivos Semicondutores: para construir os dispositivos
semicondutores é necessário unir os materiais tipo “P” e “N” de
maneira a formar a junção PN
Junção “PN” sem fonte externa (não polarizada) ⇒ Corrente de Difusão
Elétrons de N Î P
Lacunas de P Î N
Até atingir um ponto de equilíbrio, isolando um material do outro
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Semicondutores
„ Dispositivos Semicondutores:
Junção “PN” sem fonte externa (não polarizada) 
- Barreira de Potencial (BP) → região de carga elétrica nula (BP é a diferença
de potencial através da região de depleção)
Semicondutores
„ Polarização
Podemos polarizar a JÇ PN de duas formas: direta ou reversamente
„ Polarização Direta
Consiste em ligar o pólo positivo de uma fonte CC no lado “P” e o
negativo no lado “N”
Junção “PN” diretamente polarizada
Semicondutores
„ Polarização Direta
Corrente de elétrons do pólo - para o pólo + da fonte (N p/ P)
Corrente de Lacunas do pólo + para o pólo - da fonte (P p/ N)
Junção “PN” diretamente polarizada
-Características Condutivas: circulando
corrente apresenta resistência ôhmica muito
pequena
-Tensão de Polarização Direta: devido à BP
aparecerá, entre os terminais da junção,
uma ddp que, para o semicondutor conduzir,
é necessário aplicar uma tensão maior que
essa ddp
→ Para o semicondutor de Silício ≈ 0,7V
→ Para o semicondutor de Germânio ≈ 0,3V
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Semicondutores
„ Polarização Reversa
Consiste em ligar o pólo positivo de uma fonte CC no lado “N” e o
negativo no lado “P”
Junção PN reversamente polarizadaJunção “PN” Reversamente polarizada
Semicondutores
„ Polarização Reversa
- Pólo + da fonte atrai os elétrons do material tipo “N”
- Pólo – da fonte atrai as lacunas do material tipo “P”
- BP aumenta (BPÎ BP`)
Junção PN reversamente polarizada
-Não há condução de corrente elétrica
devido aos portadores majoritários (I = 0)
-Corrente de fuga devido aos portadores
minoritários (desprezível – para o silício na
ordem dos ηA)
-Características Isolantes: devido ao
aumento da BP não haverá corrente
(majoritários), sendo sua resistência ôhmica
de alto valor
Semicondutores
„ Diodo Semicondutor
Com o devido encapsulamento e conexão de terminas a JÇ PN se torna um
componente eletrônico conhecido como Diodo semicondutor
Símbolo do diodo
ID
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Semicondutores
„ Diodo Semicondutor
E
Curva Característica (V x I)
E
Direta
Reversa
Não Linear
(PIV)
Semicondutores
„ Diodo Semicondutor
Curva Característica (V xI)
Avalanche (aumento do número de portadores
de cargas minoritários): aumento da corrente
reversa sobre o diodo até um valor limite,
permanecendo a tensão praticamente
constante (essa propriedade é chamada de
Efeito Zener)
- Diodo Zener
(PIV)
Diodo
Modelos
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Diodo
„ Real: conduz corrente muito bem em um sentido e precariamente
no sentido reverso
„ Ideal: um condutor perfeito (tensão zero) quando polarizado
diretamente e um isolante perfeito (corrente zero) quando polarizado
reversamente I
V
I
Diodo
„ Diodo Retificador: finalidade fundamental é deixar passar
corrente somente num sentido
„ Modelo Simplificado
VD(Silício) = 0,70 Volts
VD(Germânio) = 0,30 Volts
Diodo
„ Silício X Germânio
O diodo de Germânio está mais próximo do diodo ideal
( VD Ge < VDSi ). Entretanto, o diodo de Silício possui outras
características que o faz a melhor escolha para a maioria dos
semicondutores Ex : suporta maior tensão de pico reverso maiorsemicondutores. Ex.: suporta maior tensão de pico reverso, maior
corrente nominal, etc
„ Os Diodos são sensíveis a freqüências elevadas
Não operam satisfatoriamente em altas freqüências. Isto em razão 
dos efeitos capacitivos do diodo (devido à barreira de potencial). 
Para representar esse efeito, temos o seguinte modelo:
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CX Cϖ= ⋅
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Diodo com entrada CC
Diodo com entrada CC
Diretamente Polarizado
VR
Polarização direta → ID ≠ 0
E – VD – VR = 0
E – VD – ID.R = 0
VD (Si) = 0,7 V → ID = (8 – 0,7) / 2,2 = 3,32 mA
R
D
D
E V
I
R
−⇒ =
A corrente no diodo é limitada
por essa resistência (sempre
teremos pelo menos uma
resistência equivalente em série
com o diodo)
Diodo com entrada CC
Diretamente Polarizado
VR
ID = 3,32 mA
- Uma das especificações de um diodo é a 
Máxima Corrente Média (1 - 3 A)
R
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Diodo com entrada CC
Reversamente Polarizado
V
- Vr +
VR
Corresponde a um 
circuito aberto
Diodo com entrada CC
Reversamente Polarizado
V
- Vr +
VR
Corresponde a um 
circuito aberto
E+ VD – VR = 0 
Sendo VR = R.I = R.0 = 0
VD = -E = -8V Tensão Reversa aplicado ao Diodo
Vr = -8Volts
- Para circuito CA (retificador) temos que nos preocupar com a
“Máxima Tensão Reversa de Pico (Vrm)” aplicada ao Diodo – deve
ser menor que o valor limite para não entrarna região de avalanche
Diodo com entrada CC
Reversamente Polarizado
VR
- Vr +
Corresponde a um 
circuito aberto
Tensão Reversa aplicado ao Diodo
Vr = -8Volts
Tensão de Pico Inverso (PIV) – valor limite de tensão inversa que pode
ser aplicada ao diodo (se for maior entra na região de avalanche) –
Especificado pelo fabricante (50 - 1000 Volts em módulo - Retificadores)
- Para evitar um rompimento do circuito, a tensão de pico inverso
aplicada ao diodo (Vrm) deve ser menor que a sua especificação PIV
Para o circuito analisado: PIV > 8 Volts
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