Diodo Semicondutor seu conceito, curva características, modelos e exemplo de exercício

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@malu.eng 
 
Um diodo semicondutor é uma junção PN encapsulada que possui dois terminais, o lado P é o anodo (A) e o lado 
N o catodo (K). 
 
O anodo está relacionado ao material tipo P e o catodo ao do tipo N. 
A curva do diodo pode ser dívida em polarização direta, polarização reversa e disrupção. 
 
Em uma aplicação de tensão positiva é observado a não existência de uma corrente até o rompimento da 
barreira de potencial, quando o valor necessário para isso ocorrer é ultrapassado temos uma quase constância 
no número da tensão. 
Para uma polarização negativa existe uma circulação de corrente muito pequena chamada de corrente reversa 
do diodo, que é proveniente dos portadores de carga minoritários. A partir disso a tensão pode ser elevada até 
um certo valor de tensão (-Vz), que é uma tensão de ruptura, e caso esse número seja ultrapassado o dispositivo 
pode vir a queimar. 
Curva Característica 
❖ A região direta possui uma relação entre i e v que pode ser descrita pela formula abaixo: 
 
 
 
 
𝑖ሺ𝑣ሻ = 𝐼𝑠 ൬𝑒
𝑣
𝑛𝑉𝑡 − 1൰ 
Is  Corrente de Saturação 
n = 2 para componentes discretos 
Vt  kT/q 
q  1,602x10-19 coulomb 
T  Temperatura absoluta em kelvin 
K  1,39x10-23 J/K 
@malu.eng 
 
❖ O Valor encontrado não é constante, o comportamento dele é exponencial; 
❖ Existe uma forte dependência em relação a temperatura; 
❖ A tensão tende a diminuir conforme é aumentado a temperatura; 
❖ O diodo as vezes é utilizado como sensor de temperatura do próprio circuito integrado, justamente por 
essas características de sensibilidade a mesma; 
 
Trabalhar com a curva do diodo em um circuito elétrico é um pouco complicado, por isso se utiliza modelos para 
resolve-los. 
Modelo de queda de tensão constante 
❖ Modelo idealizado; 
❖ Para fazer a analise do circuito o diodo é substituído por uma fonte de tensão. 
 Caso ele esteja conduzindo corrente é necessário que ele esteja polarizado na forma reversa; 
❖ Usualmente o valor da fonte de tensão é 0,7V; 
❖ Quando é falado de modelo ideal se usa o valor de 0V; 
 
Modelo Fonte + Resistência 
❖ Possui uma representação maior da realidade; 
❖ Além da fonte de tensão é incluído um resistor em série; 
❖ O resistor busca similar uma pequena queda de tensão que existe na curva do diodo; 
 
@malu.eng 
 
Determine os valores das correntes I e ID2. 
 Pontos a serem destacados: 
• Vai ser usado o modelo idealizado, no qual o diodo se comporta 
como uma fonte em série com tensão 0V (Curto Circuito); 
• Em um primeiro momento não tem como se determinado se os 
diodos estão em condução; 
• Para o diodo está em condução a corrente que passa por ele precisa 
ser positiva; 
• Primeiro consideramos que os dois condutores estão em condução 
e depois validamos se isso é realidade ou não, através do cálculo da 
corrente; 
Os dois diodos estão em condução (Verdadeiro) 
1º Redesenhar o circuito 
 
2º Encontrar a corrente I2 
𝐼1 = 
10
5000
 → 𝐼1 = 2𝑚𝐴 
 
3º Encontrar a corrente ID2 
𝐼𝐷2 = 
10
10000
 → 𝐼𝐷2 = 1𝑚𝐴 
4º Encontrar o valor de I através da lei de nós 
𝐼 + 𝐼𝐷 = 𝐼1 → 𝐼 = 1𝑚𝐴 
@malu.eng 
 
5º Verificar se os valores das correntes estão de acordo com os valores 
• As correntes I e ID2 são positivas e foi considerado que os dois diodos estão em condução, logo os valores 
das correntes estão corretos; 
• Logo a resposta é ID2 = I = 1mA; 
 
Observações sobre esse exercício 
• Caso uma das correntes desse negativo na situação acima seria necessário refazer a suposição e colocar 
o diodo que tem a corrente negativa como não condutivo; 
• Um diodo sem condução é representado por um circuito aberto; 
• O motivo da corrente elétrica negativa ser invalida é porque o diodo só permite a condução por um 
lado;