DIODO

O diodo semicondutor é um componente que pode comportar-se como condutor ou isolante elétrico, dependendo da forma como a tensão é aplicada aos seus terminais. Essa característica permite que o diodo semicondutor possa ser utilizado em diversas aplicações, como, por exemplo, na transformação de corrente alternada em corrente contínua.

Construção do Diodo

Um diodo semicondutor é formado a partir da junção entre um Semicondutor tipo p e um semicondutor tipo n, conforme ilustrado na. 

Existem vários processos que permitem a fabricação desse tipo de estrutura e que utilizam técnicas altamente sofisticadas para o controle de crescimento dos cristais semicondutores com os graus de dopagens desejados. A estrutura formada recebe a denominação de junção pn.

Logo após a formação da junção pn, alguns elétrons livres do semicondutor tipo n vão para o semicondutor tipo p. O mesmo processo ocorre com algumas lacunas existentes no semicondutor tipo p vão para o semicondutor tipo n.

As cargas produzidas nas proximidades da junção são cargas fixas à rede cristalina. Essa região de cargas próxima à junção é denominada região de cargas descobertas ou região de depleção.        

Imediatamente após a formação da junção pn, aparece uma barreira de potencial que é positiva do lado n e negativa do lado p da junção.

Como o próprio nome diz ‘BARREIRA’, pois após ter criado a zona de depleção onde criou se uma região estável de cargas, a que impede que os demais elétrons a atravesse e se encontre com as lacunas, porém essa barreira tem uma tensão que a supera dependendo do material semicondutor. Para o Ge a tensão da barreira(V_B) é de 0,3 v e para o Si e de 0,7 v.

Conforme o diodo é ligado, ou seja, polarizado há um comportamento diferenciado da barreira. Podendo estreitar a área de depleção de forma que a mesma passe a conduzir corrente elétrica quando a tensão da barreira(V_B) for maior que 0,3v ou 0,7v ou podendo expandir a área de depleção a ponto de não deixar conduzir corrente elétrica.

POLARIZAÇÃO DO DIODO

O diodo é um componente polarizado, ou seja, tem o polo certo de ser ligado para a finalidade desejada.

Polarização direta

Quando ligamos o diodo a uma fonte com o lado com o semicondutor p o Ânion no polo positivo da fonte e o semicondutor n ou Cátodo no polo negativo da fonte, temos um fluxo de corrente elétrica.

Suponhamos que este diodo seja de silício então sabemos que a tensão da barreira é 0,7v, quando a tensão da fonte for menor que a tensão da barreira não há condução significativa.  V_F   <  V_B.

Quando a tensão da fonte for maior que a tensão da barreira há condução da corrente elétrica.  V_F   >  V_B.

Lembrando que a corrente no sentido real flui do negativo para o positivo, ou seja nesse caso contra a setinha.

Polarização Indireta

Quando ligamos o diodo a uma fonte com o lado com o semicondutor n ou Cátodo no polo positivo da fonte e o semicondutor p o Ânion no polo negativo da fonte, não teremos fluxo de corrente elétrica.

Suponhamos que este diodo seja de silício, então sabemos que a tensão da barreira é 0,7v, mesmo que a tensão da fonte seja maior que a tensão da barreira não há condução da corrente elétrica, pois a barreira expande e não deixa os elétrons passar. 

Lembrando que a corrente no sentido real flui do negativo para o positivo, ou seja nesse caso contra a setinha.

Revisando:

O diodo é um componente eletrônico composto por materiais semicondutores tipo p e n, é um componente polarizado. Na polarização direta ele conduz pois a barreira de depleção fica finíssima possibilitando a passagem de elétrons do catodo para o anodo. 

Na polarização inversa ele não conduz pois a barreira se alarga e impede a passagem dos elétrons 

Obs..: Para confirmar o perfeito estado do diodo ele deve ser testado diretamente e indiretamente

Diodo Real

Até aqui estudamos o diodo como um componente perfeito, porém no diodo real  é um pouco diferente, quando polarizado diretamente o diodo conduz e tem uma resistência interna característica do material. A resistência média de um diodo gira ±1400Ω, depende da especificação do fabricante do componente.

Quando polarizado inversamente dizemos que não conduz, porém existe uma micro corrente chamada de corrente de fuga, se a tensão for muito elevada acima dos paramentos do fabricante a barreira pode romper e o diodo passará a conduzir inversamente, ou seja, nos dois sentidos.

Outro fator que pode danificar a barreira é o aumento da temperatura, seja ela pelos fatores externos ou pela corrente de trabalho estar acima da estipulada pelo fabricante.

Gráfico de condução

Gráfico da polarização

O gráfico mostra claramente quando o diodo está polarizado diretamente  a tensão vai aumentando até romper a barreira. 

Quando polarizado inversamente  a corrente de fuga está em uma escala micro e depois vai aumentando até romper a barreira de forma inversamente e a corrente cresce significativamente. 

Bons Estudos.... Josiley Braz