Unidade 1b - Diodos Semicondutores - parte 2

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Unidade 1b 
Diodos Semicondutores – parte 2
1
Diodo Ideal
2
Curto-circuito
Circuito aberto
ID (limitada pelo circuito)
Diodo Ideal
3
Diodo Ideal (resumo)
4
 O diodo ideal se comporta como uma chave que teria a capacidade de conduzir corrente em apenas um sentido: do anodo para o catodo.
Diodo Real: Vantagens do Silício
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		Tensão de Ruptura Inversa (PIV) máxima	Temperatura máxima
	Silício	1.000 V	400 ºC
	Germânio	400 V	100 ºC
Diodo Real: Desvantagem do Silício
		Tensão de Limiar (VT)
	Silício	0,7 V
	Germânio	0,3 V
Diodos Reais:
 Silício e Germânio
7
Diodo Real: Efeito da Temperatura no Silício
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 EFEITO EM Is:
 Is dobrará o valor para 
 cada aumento de 10 ºC.
Is
Diodo Real: Resistências
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 São calculadas 2 resistências:
 Resistência CC ou Estática
 Resistência CA ou Dinâmica
Diodo Real: Resistência CC ou Estática (RD)
10
Q
Diodo Real: Resistência CC ou Estática
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Diodo Real: Resistência CA ou Dinâmica (rd)
Sinal CA move o ponto de operação para cima e para baixo, em torno de Q.
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Diodo Real- Resistência CA: determinação gráfica
 Reta tangente no ponto Q define as variações na tensão e na corrente, usadas no cálculo da resistência CA ou dinâmica para essa região na curva do diodo.
Quanto mais baixo o ponto Q, mais alta a resistência CA.
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Diodo Real- Resistência CA: determinação gráfica
 Exemplo 2: Determine a resistência AC em ID = 2mA
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Equação para cálculo da Resistência CA (rd )
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, já que ID >> IS
( outra forma de cálcular rd usando apenas a corrente no ponto Q. )
Id
Vd
Diodo Real: Resistência CA Média (rav)
Para sinal com grande amplitude.
Usamos a reta secante entre os pontos extremos do intervalo.
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Circuito Equivalente de um Dispositivo
 É a combinação de elementos que melhor representa as características reais do dispositivo.
 Com ele podemos substituir o símbolo do dispositivo e fazer a análise do circuito.
 Para o diodo existem 3 opções: 
 circuito linear por partes; 
 circuito simplificado;
 circuito ideal .
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Diodo Ligado: Circuito Linear por Partes (Exemplo)
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Diodo Ideal
rav
rav
Bateria VT (tensão de limiar) tem direção oposta à da condução do diodo.
Resistência CA média (rav) é obtida na parte inclinada da poligonal azul (aproximação da curva).
Diodo Real: Circuito Linear por Partes
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rav
VT
 Para o diodo de silício do exemplo, se IF = 10mA para VD = 0,8 V, temos:
Circuito Linear por partes: Cálculo
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rav
VT
Diodo Real: Circuito Simplificado
Em Eletrônica de pequenos sinais, rav pode ser desprezada, por ser muito pequena em relação aos valores
típicos de resistências dos circuitos destas aplicações.
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Diodo: Uso do Circuito Ideal
Em Eletrônica de Potência, fazemos VT = zero, já que
0.7V é muito pequeno em relação aos valores típicos de
tensão nestas aplicações.
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Diodos: Folha de Dados do Fabricante
Dados mais importantes:
Tensão direta máxima VF (em corrente e temperatura específicas)
Corrente direta máxima IF (a uma temperatura específica)
Corrente de saturação reversa Is .
Tensão reversa nominal (PIV ou TPR, ou V(BR) ) - (a uma temperatura específica)
Valor máximo de dissipação de potência (a uma temperatura específica)
Valores de capacitância.
Tempo de recuperação reversa.
Faixa de temperatura de operação.
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Diodos: Folha de Dados do Fabricante
 Dependendo do tipo de diodo utilizado, pode-se fornecer dados adicionais, tais como: faixa de freqüência, nível de ruído, tempo de chaveamento. 
 A potência máxima é dada por : 
 Utilizando o modelo simplificado, temos:
	VD = 0,7 V (Si)
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Parâmetros de alguns Diodos Retificadores
	Diodo	Tensão de Ruptura (PIV)	ID máxima	IS (25ºC)	IS (100ºC)
	IN914	75 V	100 mA		
	IN4001	50 V	1 A	50 pA	1µA
	IN1185	120 V	35 A		
	IN4007	1000 V	1 A		
Diodos Zener
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Diodo Zener: sentido de condução
 Diodo Semicondutor(estado ligado): corrente no sentido da 
 seta
 Diodo Zener: sentido de condução é oposto ao da seta. 
 Potencial Zener (VZ ): varia entre 1,8V a 200V, com potências 
 entre ¼ a 50W.
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Diodo Zener: circuito equivalente na região Zener
rz: resistência dinâmica
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	1N959	8,2	400 mW	1N5250	20	500 mW	1N5335	3,9	5 W
	1N960	9,1	400 mW	1N5251	22	500 mW	1N5336	4,3	5 W
	1N961	10	400 mW	1N5252	24	500 mW	1N5337	4,7	5 W
	1N962	11	400 mW	1N5254	27	500 mW	1N5338	5,1	5 W
	1N963	12	400 mW	1N5256	30	500 mW	1N5339	5,6	5 W
	1N964	13	400 mW	1N5257	33	500 mW	1N5340	6,0	5 W
	1N965	15	400 mW	1N5258	36	500 mW	1N5341	6,2	5 W
	1N966	16	400 mW	1N5259	39	500 mW	1N5342	6,8	5 W
	1N967	18	400 mW	1N5260	43	500 mW	1N5343	7,5	5 W
	1N968	20	400 mW	1N5261	47	500 mW	1N5344	8,2	5 W
	1N969	22	400 mW	1N5262	51	500 mW	1N5345	8,7	5 W
	1N970	24	400 mW	1N5263	56	500 mW	1N5346	9,1	5 W
	1N971	27	400 mW	1N5265	62	500 mW	1N5347	10	5 W
	1N972	30	400 mW	1N5266	68	500 mW	1N5348	11	5 W
	1N973	33	400 mW	1N5267	75	500 mW	1N5349	12	5 W
	1N974	36	400 mW	1N5268	82	500 mW	1N5350	13	5 W
PRINCIPAIS DIODOS ZENER (com tensão Vz e potência Pz )
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
	1N976	43	400 mW	1N5271	100	500 mW	1N5352	15	5 W
	1N977	47	400 mW	1N4728	3,3	1 W	1N5353	16	5 W
	1N978	51	400 mW	1N4729	3,6	1 W	1N5354	17	5 W
	1N979	56	400 mW	1N4730	3,9	1 W	1N5355	18	5 W
	1N980	62	400 mW	1N4731	4,3	1 W	1N5356	19	5 W
	1N981	68	400 mW	1N4732	4,7	1 W	1N5357	20	5 W
	1N982	75	400 mW	1N4733	5,1	1 W	1N5358	22	5 W
	1N983	82	400 mW	1N4734	5,6	1 W	1N5359	24	5 W
	1N984	91	400 mW	1N4735	6,2	1 W	1N5361	27	5 W
	1N985	100	400 mW	1N4736	6,8	1 W	1N5362	28	5 W
	1N986	110	400 mW	1N4737	7,5	1 W	1N5363	30	5 W
	1N987	120	400 mW	1N4738	8,2	1 W	1N5364	33	5 W
	1N988	130	400 mW	1N4739	9,1	1 W	1N5365	36	5 W
	1N989	150	400 mW	1N4740	10	1 W	1N5366	39	5 W
	1N990	160	400 mW	1N4742	12	1 W	1N5367	43	5 W
	1N991	180	400 mW	1N4743	13	1 W	1N5368	47	5 W
	1N992	200	400 mW	1N4744	15	1 W	1N5369	51	5 W
	1N5221	2,4	500 mW	1N4745	16	1 W	1N5370	56	5 W
	1N5222	2,5	500 mW	1N4746	18	1 W	1N5371	60	5 W
	1N5223	2,7	500 mW	1N4747	20	1 W	1N5372	62	5 W
	1N5224	2,8	500 mW	1N4748	22	1 W	1N5373	68	5 W
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Segundo nível
Terceiro nível
Quarto nível
Quinto nível
Diodo Emissor de Luz (LED)
 Recombinação de elétron e lacuna na junção gera emissão de energia.
Si e Ge: emite energia, principalmente em forma de calor.
Fosfeto de arsenieto de gálio(GaAsP ) ou fosfeto de gálio(GaP): emitem energia principalmente em forma de luz. 
 VD na faixa de 1,7 V a 3,3 V.
31
 
9-   325Ω
 
10- 54,67Ω 
 
11-  a)3Ω  ;              b)2,6 Ω
 
12-  usando a eq.(1.6):  
 55Ω,  para 1mA;       2Ω,  para 15mA; 
       usando a eq.(1.7):  
 52Ω,  para 1mA;   1,73Ω, para 15mA;