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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER 
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA 
BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA / ELETRÔNICA 
DISCIPLINA MATERIAIS ELÉTRICOS 
 
 
 
 
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DOS DIODOS 
 
 
 
 
 
JOSÉ ARMANDO MAIA ALONSO 
PROFª.: ELIANE CUSTÓDIO 
 
 
 
ARARAS /SP 
2019 
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SUMÁRIO 
 
 
 RESUMO.....................................................................................................................pág. 2 
1 INTRODUÇÃO................................................................................................ pág. 3 
 2 DESENVOLVIMENTO....................................................................................pág. 4 
 2.1 JUNÇÃO PN..................................................................................................... pág. 4 
 2.2 MATERIAIS UTILIZADOS............................................................................. pág. 5 
 2.3 PRINCÍPIO DO FUNCIONAMENTO DO DIODO........................................ pág. 6 
 2.4 PRINCÍPIO DO FUNCIONAMENTO DO DIODO EMISSOR DE LUZ...pág.7 e 8 
 2.5 ALGUNS TIPOS DE DIODOS E SUAS APLICAÇÕES................................ pág. 9 
 3 CONCLUSÕES................................................................................................... pág.10 
 4 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS...................................................................pág.10 
 
 
 
 
 
 
 
 
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RESUMO 
 
Este trabalho tem por finalidade descrever sobre o funcionamento dos diodos, sendo 
ele um semicondutor onde sua condutividade é controlada por meio da adição de átomos de 
outros materiais, em um processo chamado de dopagem, formando então uma junção PN, 
onde podemos encontrar polarização reversa e direta. 
Apresentaremos um pouco sobre o diodo emissor de luz conhecido por ​LED (Light 
Emitting Diode), um componente importantíssimo no mundo eletrônico, onde sua principal 
funcionalidade é a emissão de luz em equipamentos eletrônicos. 
 E por fim um pouco sobre outros modelos de diodos e suas aplicações. 
Palavras-chave: ​Diodo Semicondutor Polarização LED 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1 INTRODUÇÃO 
 
Assim como existem materiais condutores e materiais isolantes, existe um tipo de 
material que é um meio termo entre esses dois primeiros, esse material é o semicondutor. 
O semicondutor, portanto, possui um nível de condutividade entre os extremos de um 
isolante e um condutor. 
Os Diodos são componentes eletrônicos, confeccionados com materiais semicondutores, 
destinados a permitirem a passagem de corrente em um único sentido, sendo conhecidos 
como chave eletrônica, devido a essa peculiaridade, são elementos com polos, negativos e 
positivos, o fluxo de corrente quando estão diretamente polarizados, do pelo negativo ao pólo 
positivo. 
Uma forma de aumentar a condutividade de um semicondutor é introduzindo impurezas 
em sua estrutura química, tornando então um semicondutor contaminado ou mais chamado 
de dopagem, formando então uma junção PN. 
Existem outros tipos de diodos como o ​Zener, Túnel, Varicaps e o emissor de luz mais 
conhecido como ​LED. 
 
 
 
 
 
 
 
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2 DESENVOLVIMENTO 
2.1 JUNÇÃO PN 
O Semicondutor é um componente que se procede tanto como isolante ou condutor 
elétrico, dependendo de qual forma a tensão será aplicada aos seus terminais, permitindo que 
o mesmo possa ser utilizado em diversas aplicações. 
Ele é formado a partir da junção entre um semicondutor tipo P e um semicondutor 
tipo N. Em seguida, após a formação da junção PN, alguns elétrons livres se alastram do 
semicondutor N para o semicondutor P, onde o mesmo processo pode ocorrer com algumas 
lacunas do tipo P, conforme a figura 1 abaixo 
 
Quando as cargas são produzidas próximas da junção elas são fixas a rede cristalina, 
essas regiões de cargas próximas são chamadas de região de cargas descobertas ou região de 
depleção, com o aparecimento dessa região o transporte de elétrons para o lado P é 
bloqueado, pois os mesmos são repelidos da região negativa carregada do lado P. O mesmo é 
aplicado para as lacunas cujo transporte para o lado N é repelido pelas cargas existentes no 
lado P da junção. Portanto, após a formação da junção, uma diferença de potencial positiva é 
gerada entre os lados N e P, onde essa barreira de potencial previne a continuação do 
transporte de portadores através da junção PN não polarizad A tensão Vi proporcionada pela 
barreira de potencial no interior do diodo depende do material utilizado na sua fabricação, 
valores aproximados para os diodos de germânio e silício são Vi = 0,3 [V] e Vi = 0,7 [V]. 
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Não é possível medir diretamente o valor aplicando um voltímetro conectado aos terminais 
do diodo, pois essa tensão existe apenas em uma pequena região próxima a junção. 
2.2 MATERIAIS UTILIZADOS (CONSTRUÇÃO E DOPAGEM) 
O diodo é formado por uma junção entre um cristal tipo P (lado positivo, também 
chamado de ânodo) e outro lado tipo N (lado negativo, também chamado de cátodo), 
dentro desses cristais, compostos por silício (mais comum) ou germânio serão inseridas 
impurezas (prática chamada de dopagem), que nada mais são do que átomos de Boro. Para a 
formação do cristal N, utiliza-se o elemento fósforo, quanto maior a intensidade da dopagem 
maior a condutividade dos cristais. 
Outro fator que influência na condução desses materiais é a temperatura, quanto maior 
a temperatura, quanto maior a temperatura de um diodo, maior a condutividade, após a 
dopagem cada face dos dois tipos de cristais (P e N), tem uma determinada característica 
diferente da oposta, gerando regiões de condução de cristal, uma com excesso de elétrons, 
outra com falta destes (lacunas), entre ambas, há uma região de equilíbrio por combinação de 
cargas positivas e negativas. Para finalizar a dopagem é a inserção de impurezas no cristal 
para alterar sua propriedade cristal extrínseco. 
 
Material tipo N: dopagem com impurezas pentavalentes = átomos doadores de elétrons. 
Conforme figura 2 (acima). 
Material tipo P: dopagem com impurezas trivalentes = átomos receptores de elétrons 
(grupo III da tabela periódica: B, Ga, In). Conforme figura 2 (acima) . 
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2.3 PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DO DIODO 
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 (fig. 3) o ânodo e o cátodo do diodo devem ser conectados 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 
eliminado devido à diferença de potencial da bateria, a ausência dessa camada possibilita a 
circulação dos portadores livres, permitindo a circulação de uma corrente elétrica. 
 O diodo nessa situação é considerado uma chave fechada. 
 
Na polarizaçãoreversa (fig. 4) o ânodo e o cátodo do diodo estão conectados no 
terminal negativo e o positivo da bateria respectivamente, ou seja, uma diferença de 
potencial negativa entre o ânodo e cátodo é aplicado. 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. 
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Nessa polarização não há uma circulação de corrente elétrica expressiva, o diodo é 
considerado uma chave aberta. 
Porém, mesmo nessas condições o dispositivo apresenta uma pequena circulação de 
corrente sendo caracterizada como uma corrente de fuga, geralmente da ordem de nA e uA. 
2.4 PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTOS DO DIODO EMISSOR DE LUZ ​(LED) 
Os diodos emissores de luz ou os ​LEDs não são apenas fontes importantes de luz para 
os circuitos eletrônicos. Suas características semelhantes às de um diodo semicondutor 
possibilitam a aplicação desses componentes em funções diversas. A palavra ​LED é a 
abreviação de ​L​ight ​Emitting ​D​iode e seu princípio de funcionamento pode ser entendido 
através de uma análise do que ocorre com a estrutura quando um a corrente elétrica a 
percorre. A figura 5 mostra alguns modelos de ​LEDs​. 
 
Nesta estrutura temos uma junção PN, quando uma corrente atravessa a junção o 
processo de recombinação dos portadores de carga faz com que ocorra um estímulo e 
emissão que se concentra na faixa do infravermelho, observamos que nessa radiação é que, 
em lugar de sua frequência ser aleatória, como no caso da lâmpada incandescente que se 
espalha pelo espectro, ela tem uma frequência muito bem definida, que depende do tipo de 
material usado no semicondutor. 
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Para os diodos comum de silício, onde foi descoberto, o fenômeno, a intensidade de 
radiação emitida é muito pequena e não há utilidade para ela, no entanto, descobriu-se 
também que se fosse usado outros semicondutores e ainda fosse acrescentado dopantes 
especiais era possível emitir luz com maior intensidade e em diversas faixas. 
Os primeiros diodos emissores de luz criados foram de um material denominado 
arseneto de gálio e arseneto de gálio com índio (FgaAs e Ga AsI) emitindo radiação na faixa 
dos infravermelhos. 
Depois foi a criação de materiais capazes de emitir radiação comprimentos de onda 
cada vez menores até cair na parte do espectro visível. 
Após surgiram os primeiros ​LEDs capazes de emitir luz no espectro visível, na região 
do vermelho, tecnicamente falamos que o ​LED é um diodo semicondutor que quando 
energizado emite luz, mais não uma luz como estamos acostumados, ou luz a laser, é uma luz 
estreita que é produzida pelas interações energéticas do elétron, o processo é chamado de 
eletroluminescência. 
É muito importante para fixar a ideia do ​LED​, entende o funcionamento da junção PN 
de um semicondutor, que corrente positiva; para entender somente a passagem de corrente 
positiva; para entender melhor essa passagem, um exemplo simples é: imagine uma onda 
senoidal entrando em um​ LED​, ele cortará a parte negativa permitindo só a corrente elétrica. 
 Veja a descrição interna do ​LED​ no desenho abaixo: 
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2.5 ALGUNS TIPOS DE DIODOS E SUAS APLICAÇÕES 
​Retificadores: São os diodos mais comuns, fabricados com o objetivo primordial de 
permitirem a passagem de corrente elétrica em um só sentindo (polarização direta), 
cumprindo um papel indispensável na transformação de corrente alternada em corrente 
contínua, possuem vários tamanhos e formatos, de acordo com sua potência nominal. 
São usados para conversão de sinais, de AC para DC, ocorre em meia onda ou em onda 
completa, pode também ser utilizado como um diodo para qualquer aplicação que 
necessita-se a passagem da corrente em apenas um sentido. 
Zener: São diodos fabricados para conduzir a corrente elétrica em sentido inverso 
(polarização inversa), este efeito é chamado de “ruptura ​Zener​” e ocorre em um valor de 
tensão bastante preciso, permitindo que esse diodo seja utilizado com uma referência 
de tensão bastante preciso, são bastantes empregados em circuitos reguladores de tensão em 
fontes de alimentação. 
​Varicaps: Todo diodo possui uma capacitância interna formada por duas regiões 
condutoras (tipo P e tipo N), as quais são separadas por uma região livre de cargas (região 
depleção), a extensão dessa região de depleção depende da polarização do diodo: ela diminui 
quando o mesmo é polarizado diretamente e vice-versa, com a variação das dimensões da 
região de depleção, varia-se a capacitância interna do diodo, os ​Varicaps são fabricados 
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para aproveitarem essas características, funcionando como capacitores variáveis, cuja 
capacitância é controlada pela tensão aplicada sobre o diodo. Os componentes são bastantes 
empregados em circuitos de sintonia de aparelhos televisores e rádios, além de equipamentos 
transmissores. 
​Túnel: São dispositivos capazes de operar em altas frequências (micro-ondas), por 
meio de fenômenos de mecânica quântica (efeito de tunelamento), são fabricados utilizando 
junções PN estruturas e altamente dopadas póPodendo ser utilizados em circuitos 
osciladores, amplificadores e conversores de frequência. 
 
3 CONCLUSÕES 
Analisando as propriedades de materiais semicondutores, nota -se que o número de 
elétrons ou lacunas em um semicondutor, cresce com o aumento do número de átomos de 
impurezas introduzidas no cristal. 
Com o aumento do número de portadores de carga, aumenta-se a condutividade 
elétrica do material, dessa forma, torna-se possível alterar de forma controlada a 
condutividade elétrica de um semicondutor, efetuando-se a dopagem adequada da quantidade 
de dopagem do cristal durante a etapa da fabricação. 
Entendemos que o diodo é uma estrutura formada a partir de uma junção PN, que 
por sua vez é a estrutura básica que compõe os semicondutores, tais como os próprios 
diodos. 
Podemos dizer que o diodo funciona como uma chave fechada (resistência zero) para 
uma polaridade de tensão de entrada e como chave aberta ( resistência infinita) para 
polaridade oposta. 
 
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4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
Livros: 
MALVINO, A.; BATES, D.J Eletrônica: Volume 1. Tradução Romeu Abdo. 7 ed. Porto 
Alegre: AMGH, 2011. 
 
ROBERT, L. BOYLESTAD; Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos: 11 ed. São 
Paulo; 2013 
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