DisciplinaPrática NotaEletrônicaAplicada IExperiência 1Diodo RetificadorDiodo RetificadorNome:
Objetivos1. Verificar o comportamento de um diodo ao ser submetido a uma tensãoem CC.2. Obter a curva característica do di...
Figura 2: Exemplos de diodos (escala em centímetros).A dopagem do diodo semicondutor e os cristias P e NA dopagem no diodo...
Após dopadas, cada face dos dois tipos de cristais (P e N) tem umadeterminada característica diferente da oposta, gerando ...
Figura 3: Gráfico de comportamento do diodo.Comportamento em circuitosO diodo é um componente elétrico que permite que a c...
(a) (b)Figura 5: Diodo em polarização direta (a) e inversa (b).Na figura 5a o diodo está diretamente polarizado, há corren...
deve ser analisado para a montagem de um circuito e que tem suasespecificicações fornecidas pelo fabricante. Se ele for al...
Figura 6: Circuito com o diodo em polarização diretaTabela 1: Caracterização de um circuito com diodo em polarizaçãorevers...
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Experiência 01 diodo retificador

  1. 1. DisciplinaPrática NotaEletrônicaAplicada IExperiência 1Diodo RetificadorDiodo RetificadorNome:
  2. 2. Objetivos1. Verificar o comportamento de um diodo ao ser submetido a uma tensãoem CC.2. Obter a curva característica do diodoMaterial Usado1 Multímetro digital1 Matriz de pontos1 Fonte de tensão variável2 Cabos jacaré1 Diodo IN40071 Resistor de 100 de 1WFios para conexõesIntrodução TeóricaO diodo semicondutor é um dispositivo ou componente eletrônicocomposto de cristal semicondutor de silício ou germânio numa películacristalina cujas faces opostas são dopadas por diferentes gases durante suaformação.É o tipo mais simples de componente eletrônico semicondutor, usadocomo retificador de corrente elétrica. Possui uma queda de tensão deaproximadamente, 0,3 V (germânio) e 0,7 V (silício). Figuras 1 e 2.Figura 1: Diodo retificador.
  3. 3. Figura 2: Exemplos de diodos (escala em centímetros).A dopagem do diodo semicondutor e os cristias P e NA dopagem no diodo é feita pela introdução de elementos dentro decristais tetravalentes, normalmente feitos de silício e germânio. Dopando essescristais com elementos trivalentes, obtêm-se átomos com sete elétrons nacamada de valência, que necessitam de mais um elétron para a neutralização(cristal P). Para a formação do cristal P, utiliza-se principalmente os elementosboro e índio. Dopando os cristais tetravalentes com elementos pentavalentes,obtêm-se átomos neutralizados (com oito elétrons na camada de valência) eum elétron excedente (cristal N). Para a formação do cristal N, utiliza-seprincipalmente o elemento Fósforo. Quanto maior a intensidade da dopagem,maior a condutibilidade dos cristais, pois suas estruturas apresentam umnúmero maior de portadores livres (lacunas e elétrons livres) e poucasimpurezas que impedem a condução da corrente elétrica. Outro fator queinfluencia na condução desses materiais é a temperatura. Quanto maior é atemperatura de um diodo, maior a condutibilidade, pelo fato de que a energiatérmica ter a capacidade de quebrar algumas ligações covalentes da estrutura,acarretando no aparecimento de mais portadores livres para a condução decorrente elétrica.
  4. 4. Após dopadas, cada face dos dois tipos de cristais (P e N) tem umadeterminada característica diferente da oposta, gerando regiões de conduçãodo cristal, uma com excesso de elétrons, outra com falta destes (lacunas).Entre ambas, há uma região de equilíbrio por recombinação de cargaspositivas e negativas, chamada de região de depleção (a qual possui umabarreira de potencial).Polariação do diodoA polarização do diodo é dependente da polarização da fonte geradora.A polarização é direta quando o pólo positivo da fonte geradora entra emcontato com o lado do cristal P (chamado de anodo) e o pólo negativo da fontegeradora entra em contato com o lado do cristal N (chamado de cátodo).Assim, se a tensão da fonte geradora for maior que a tensão interna dodiodo, os portadores livres se repelirão por causa da polaridade da fontegeradora e conseguirão ultrapassar a junção P-N, movimentando-os epermitindo a passagem de corrente elétrica. A polarização é indireta quando oinverso ocorre. Neste caso surge uma atração das lacunas do anodo (cristal P)pela polarização negativa da fonte geradora e uma atração dos elétrons livresdo cátodo (cristal N) pela polarização positiva da fonte geradora, sem existir umfluxo de portadores livres na junção P-N, ocasionando no bloqueio da correnteelétrica.Pelo fato de que os diodos fabricados não são ideais(contémimpurezas), a condução de corrente elétrica no diodo (polarização direta) sofreuma resistência menor que 1 ohm. O bloqueio de corrente elétrica no diodo(polarização inversa) não é total devido novamente pela presença deimpurezas, tendo uma pequena corrente que é conduzida na ordem demicroampéres, chamada de corrente de fuga. Na figura 3 é mostrado o gráficodo diodo.
  5. 5. Figura 3: Gráfico de comportamento do diodo.Comportamento em circuitosO diodo é um componente elétrico que permite que a correnteatravesse-o num sentido com muito mais facilidade do que no outro. Diodossemicondutores são simbolizados em diagramas esquemáticos como na figuraabaixo. O termo "diodo" é habitualmente reservado a dispositivos para sinaisbaixos, com correntes iguais ou menores a 1A. O símbolo do diodo é mostradona figura 4.Figura 4: Símbolo do diodo.Quando colocado em um simples circuito bateria-lâmpada, o diodopermite ou impede corrente através da lâmpada, dependendo da polaridade datensão aplicada, como na figura 5.
  6. 6. (a) (b)Figura 5: Diodo em polarização direta (a) e inversa (b).Na figura 5a o diodo está diretamente polarizado, há corrente e alâmpada fica acesa. Na figura 5b o diodo está inversamente polarizado, não hácorrente, logo a lâmpada fica apagada.O diodo funciona como uma chave de acionamento automático (fechadaquando o diodo está diretamente polarizado e aberta quando o diodo estáinversamente polarizado). A diferença mais substancial é que, quandodiretamente polarizado, há uma queda de tensão no diodo muito maior do queaquela que geralmente se observa em chaves mecânicas (no caso do diodo desilício, 0,7 V). Assim, uma fonte de tensão de 10 V, polarizando diretamente umdiodo em série com uma resistência, faz com que haja uma queda de tensãode 9,3 V na resistência, pois 0,7 V ficam no diodo. Na polarização inversa,acontece o seguinte: o diodo faz papel de uma chave aberta, já que não circulacorrente, não haverá tensão no resistor, a tensão fica toda retida no diodo, ouseja, nos terminais do diodo há uma tensão de 10 V.A principal função de um diodo semicondutor, em circuitos retificadoresde corrente, é transformar corrente alternada em corrente contínua pulsante.Como no semiciclo negativo de uma corrente alternada o diodo faz a função deuma chave aberta, não passa corrente elétrica no circuito (considerando o“sentido convencional de corrente”, do “positivo” para o “negativo”). A principalfunção de um diodo semicondutor, em circuitos de corrente contínua, écontrolar o fluxo da corrente, permitindo que a corrente elétrica circule apenasem um sentido.Testes com o diodoOs diodos, assim como qualquer componente eletrônico, operam emdeterminadas correntes elétricas que são especificadas em seu invólucro ousão dadas pelo fabricante em folhetos técnicos. Além da corrente, a voltageminversa (quando o diodo está polarizado inversamente) também é um fator que
  7. 7. deve ser analisado para a montagem de um circuito e que tem suasespecificicações fornecidas pelo fabricante. Se ele for alimentado com umacorrente ou tensão inversa superior a que ele suporta, o diodo pode serdanificado, ficando em curto ou em aberto. Utilizando de um ohmímetro ou ummultímetro com teste de diodo, pode-se verificar se ele está com defeito.Colocando-se as pontas de prova desses aparelhos nas extremidadesdo diodo (cátodo e ânodo), verifica-se que existe condução quando se coloca aponteira positiva no ânodo e a negativa no cátodo, além de indicar isolaçãoquando ocorre o inverso. Assim o díodo está em perfeitas condições deoperação e com isso é possível a localização do cátodo e do ânodo, porém seos aparelhos de medição indicarem condução dos dois caminhos do díodo, eleestá defeituoso e em curto. Se os aparelhos de medição indicarem isolaçãonos dois caminhos, ele também está defeituoso e em aberto.AplicaçõesO fenômeno da condutividade em um só sentido é aproveitado como umchaveamento da corrente elétrica para a retificação de sinais senoidais,portanto, este é o efeito diodo semicondutor tão usado na eletrônica, poispermite que a corrente flua entre seus terminais apenas numa direção. Estapropriedade é utilizada em grande número de circuitos eletrônicos e nosretificadores.Os retificadores são circuitos elétricos que convertem a tensão CA (AC)em tensão CC (DC). CA vem de Corrente alternada, significa que os elétronscirculam em dois sentidos, CC (DC), Corrente contínua, isto é circula num sósentido. A certa altura, o potencial U , formado a partir da junção n e p nãodeixa os eletrons e lacunas movimentarem-se, este processo dá-se devidaassimetria de cargas existente.Procedimento Experimental1. Monte o circuito da figura 6, meça VR e VD e obtenha ID pela equação:ID = VR/RCom os dados obtidos preencha a tabela 1.
  8. 8. Figura 6: Circuito com o diodo em polarização diretaTabela 1: Caracterização de um circuito com diodo em polarizaçãoreversa.VC (V) VR (V) ID (A) VD (V)0,00,10,20,30,40,50,60,70,80,91,01,52,02,53,04,05,06,08,010,0
  9. 9. Conclusão

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