Diodo Semicondutor
Nesta lição vamos iniciar o estudo de uma classe de dispositivos eletrônicos de extrema importância: os Diodos.
Um diodo é o mais simples dispositivo semicondutor, encontrando uma miríade de aplicações nos mais variados campos da eletrônica, desde áudio e vídeo até eletrônica de potência e aplicações militares.
Quando falamos sobre diodos, na verdade estamos nos referindo a dispositivos semicondutores conhecidos como Diodos de Junção PN, que são dispositivos compostos por uma junção de duas camadas, uma de semicondutor tipo N e uma tipo P, geralmente encapsulados em plástico ou em vidro.
Antigamente, o termo diodo designava um tipo de válvula eletrônica, que ainda existe, mas é raramente utilizada, encontrando algumas aplicações nos campos de transmissores de RF de alta potência e equipamentos de áudio profissionais, como amplificadores valvulados para instrumentos musicais, por exemplo.
Um diodo semicondutor é um dispositivo de dois terminais que permite a passagem de corrente elétrica apenas em um sentido (chamado de sentido direto), bloqueando-a na direção contrária. Isso ocorre quando o anodo do diodo possui um potencial aplicado mais positivo do que seu catodo. Nesta condição, dizemos que o diodo está diretamente polarizado.
Se a polaridade da tensão aplicada for invertida, o diodo estará no estado de polarização reversa, e a corrente elétrica não fluirá entre seus terminais – até que um determinado limite seja alcançado.
Aplicações dos Diodos
Os diodos encontram inúmeras aplicações em circuitos eletrônicos, tais como:
- Retificação: Um dos usos mais comuns, consiste na conversão de corrente alternada em corrente contínua em fontes de alimentação
- Supressão de picos de tensão: Dispositivos como bobinas, motores e outros indutores podem gerar um pico de tensão elevado quando ligados ou desligados. Esse pico é chamado de Força Contra-Eletromotriz, e pode danificar outros componentes presentes no circuito. Neste caso, um diodo pode ser empregado como shunt (caminho paralelo para a corrente), protegendo o circuito.
- Seleção de Tensão: Circuitos que permitem selecionar um nível de tensão de saída especificado, utilizando diodos especiais.
- Grampeamento de Tensão (Clamp): Circuito que eleva ou abaixa o nível de uma tensão elétrica, mantendo-a em um nível distinto em relação a um valor de referência.
- Multiplicador de Tensão: Os diodos podem ser utilizados para criar circuitos multiplicadores de tensão, que permitem obter valores de tensão AC duas, três ou mais vezes maiores do que os níveis em sua entrada. São úteis em dispositivos que necessitem de fontes de alta tensão, como copiadoras, impressoras, armas de eletrochoque (tasers), entre outras.
- Portas Lógicas: Portas Lógicas são dispositivos que implementam funções lógicas digitais (booleanas) e tomam decisões baseadas em diferentes combinações de níveis lógicos digitais (0 e 1) aplicados às suas entradas.
- Regulação de Tensão: Diodos são comumente empregados em circuitos reguladores de tensão, onde uma tensão variável aplicada à sua entrada (até certo ponto) é regulada em um valor fixo na saída, para alimentar circuitos que necessitem de um valor de tensão com determinada precisão.
- Sinalização Luminosa: Diodos especiais encontram inúmeras aplicações em sinalização luminosa, como painéis mostradores, sinalização liga/desliga, dispositivos de alerta, entre outros.
Simbologia de Diodos
O símbolo de um diodo genérico (de sinal ou retificador) é mostrado a seguir:
Suas conexões são denominadas Anodo e Catodo, representados respectivamente pelas letras A e K.
O Anodo é o terminal correspondente à base do triângulo no símbolo (lado positivo), e o catodo, o terminal conectado à ponta do triângulo.(lado negativo):
Outros tipos de diodos possuem símbolos modificados em relação ao símbolo genérico. Veja alguns tipos na ilustração a seguir:
Encapsulamentos de Diodos
Os diodos podem ser encontrados em diversos tipos de encapsulamento, dependendo de sua aplicação, tais como:
- SMD
- D0-15/27A/41/201AD/204AL (THT)
- T6L (THT)
- TO-220
- D0-5
- S0D57 (THT)
Na próxima lição vamos mostrar os tipos de diodos mais comuns existentes e suas principais aplicações.