[1] O documento discute os principais tipos de diodos semicondutores, incluindo suas características e aplicações. [2] Aborda a união PN, polarização direta e inversa, e o efeito retificador de diodos. [3] Também explica outros tipos de diodos como diodo Schottky, diodo Zener e LED, além de mostrar simulações no Multisim.

1. “Eletrônica Geral
MSc. Ing. Jorge E. Santos Toural.
Universidade Lueji A’Nkonde. Escola
Superior Politécnica da Lunda Sul.
Departamento de Electromecânica.

2. Tema#1: O diodo Semicondutor.

3. Sumário.
 A união PN. O diodo semicondutor. Polarização em
direta e inversa. Efeito retificador
 Efeito rectificador no MULTISIM
 Diodo Schottky, diodo Zener e LED

4. Referencias de Tema.
1. Título: Ciruitos Microelectrónicos. Análisis y Diseño.
Autores: Muhammad H. Rashid
Edição: International Thomson, 2000, en Cuba editorial Félix
Varela .
2. Título: Electrónica básica para ingenieros.
Edição: Versão digital

5. A união PN. O diodo semicondutor.
Polarização em direta e inversa

6. União PN
Uma união PN não é mas que um cristal de material
semicondutor (geralmente silício ou germanio) no qual,
em uma metade, introduzem-se impurezas de tipo n , ou
seja, de um material no qual abundam elétrones e se
conhece como material doador (doa elétrones) e na
outra se introduzem impurezas de tipo p, ou seja, de um
material com poucos de elétrones e que se conhece
como aceptador. Desta forma em uma metade
conhecida como região N se tem como portadores
majoritários aos elétrones (maioria de cargas negativas)
e no outra conhecida como região P se tem como
portadores majoritários aos ocos (ausência de elétrones
que se consideram cargas positivas)

7. União PN.
Região P
Região N

8. União PN. Polarização
Polarização direta: o terminal positivo da batería
conecta-se ao terminal P e o terminal positivo da
batería conecta-se ao terminal N. Isso faz que a
barreira de potencial diminui drasticamente e as cargas
positivas sejam repelidas por o potencial positivo para
que viagem ao lado N, as cargas negativas são
repelidas por o potencial negativo para que viagem ao
lado P. O resultado é uma corrente elétrica de alto
valor circulando do lado P ao lado N e uma caída de
potencial pequena entre os terminales da união (Vζ
=0.6V para o Si e 0.2V para o Ge.)

9. União PN. Polarização
MUITO IMPORTANTE:
A CORRENTE ELÉTRICA DE ALTO VALOR
SOMENTE CIRCULA QUANDO a TENSÃO É MAIOR
QUE Vζ .

10. União PN. Polarização
Polarização inversa: o terminal positivo da batería
conecta-se ao terminal N : o terminal positivo da
batería conecta-se ao terrminal P. Isso faz que a
barreira de potencial aumenta drasticamente e as
cargas positivas sejam atraídas por o potencial
negativo e afastem-se do lado N, as cargas negativas
são atraídas por o potencial negativo e dafastan-se
do lado P. O resultado é uma corrente elétrica de
muito baixo valor circulando do lado N ao lado P (Is
corrente de saturação inversa com valor de uA) e
uma caída de potencial igual a o potencial da batería.

11. União PN.
Polarização direta
Polarização inversa

12. O diodo semiconductor.
Ânodo
Cátodo (K)
É uma união PN. O ânodo é a região P e o cátodo é a
região N. As caraterísticas volt-ampéricas se regem
pela equação:

13. O diodo semiconductor. Curva
de transferência.
Região de
corte em
inversa
Região de
condução.
Região de
corte em
directa.
Região de
zener.

14. O diodo semiconductor.
Características de condução
 R on zero (na prática muito baixo).
 R off infinita (na prática muito alta).
 I on muito alta.
 I off zero (na la práctica muy baja uA).
 Von 0.6V Si, 0.2V Ge. (Para os diodos de
propósito geral).

15. O diodo semiconductor. Influência
da temperatura
Os materiais semicondutores se caracterizam
por aumentar sua capacidade de condução
quando aumenta a temperatura já que esta
atua como uma fonte de energia que tira os
elétrones do enlace e lhes permite deslocarse livremente pelo cristal sob a influência de
uma diferencial de potencial elétrica

16. O diodo semiconductor. Influência
da temperatura
Os materiais semicondutores se caracterizam
por aumentar sua capacidade de condução
quando aumenta a temperatura já que esta
atua como uma fonte de energia que tira os
elétrones do enlace e lhes permite deslocarse livremente pelo cristal sob a influência de
uma diferencial de potencial elétrica

17. O diodo semiconductor. Influência
da temperatura
A corrente de fuga Is se duplica com um
incremento de 10 graus Celsius e a
voltagem da união diminui em 2mV por
cada grau Celsius para o germanio e em
2.5mV para o silício. Se o que ocorre é uma
diminuição da temperatura simplesmente o
corrente Is diminui na mesma magnitude e
a voltagem da união aumenta na mesma
magnitude

18. Efeito retificador

19. O diodo semiconductor. Efeito
retificador
Tensão na
resistência.
Somente existe
condução no
siclo positivo

20. O diodo semiconductor. Efeito
retificador a alta freqüência
Em cada região da união PN, além dos portadores majoritários
existe certa quantidade de portadores minoritários. No caso da
região N os portadores minoritários são os oco e na região P
são os elétrones. Desta forma quando o diodo se encontra
polarizado em direta, os elétrones da região P se aproximam
do potencial positivo separando do centro da união e o mesmo
ocorre na região N com os ocos. Desta forma se tem uma
concentração de carga nos extremos da união e uma ausência
de carga no centro pelo que se tem uma capacidade parásita
conhecida como capacidade de difusão. Quando o diodo se
encontra polarizado em inversa ocorre o mesmo fenômeno
somente que com os portadores majoritários e esta capacidade
é conhecida como capacidade de transição

21. O diodo semiconductor. Efeito
retificador a alta freqüência
Polarização inversa
Polarização directa

22. O diodo semiconductor. Modelos
reais para corrente alternada
Rd é a resistencia do diodo em condução.
Rr é a resistencia do diodo em inversa.
Cd é a capacidade de difusão.
Ct é a capacidade de transição.
As capacidaes fazem que para umas senais de alta
freqüência não toudos os diodos se comportem como
um interruptor. Em inversa pode existir condução de
corrente.

23. Efeito retificador no MULTISIM

24. Efeito rectificador no MULTISIM
Presionar o
botão
dereito do
rato e elegir
a primeira
opção

25. Efeito rectificador no MULTISIM
Elegir na
opção
Group a
familia dos
diodos

26. Efeito rectificador no MULTISIM
Elegir diodo
para base
de dados
de diodos
de
propósito
geral
Escrever a
numeração
do diodo
que se vai
utilizar e
dar duplo
clik sobre
ele e logo
clik na área
de trabalho

27. Efeito rectificador no MULTISIM
Eleger
aterramento
e uma fonte
de sinal de
corrente
alternada
sinusoidal

28. Efeito rectificador no MULTISIM
Eleger basic
para a
resistência

29. Efeito rectificador no MULTISIM
Selecionando um
componente e
presionando o
botão dereito do
rato se têm
opções para o
trabalho. Duplo
clik com o botão
esquerda
permete editar os
valores

30. Efeito rectificador no MULTISIM
O cabeamento
se faz dando clik
esquerdo do rato
de um termonal a
outro dos
componentes
que vão se ligar

31. Efeito rectificador no MULTISIM
Eleger
oscilospocio da
região de
equipas

32. Efeito rectificador no MULTISIM

33. Efeito rectificador no MULTISIM

34. Tipos de diodos.
 Diodo de propósito geral.
Diodo zener.
Diodo emissor de luz (LED).
 Diodo Schottky.
 Diodo aplicações de rádio (varicaps, cristal).

35. Diodo Schottky, diodo Zener e LED

36. Diodo Schottky.
O metal de alumínio é adicionado aos contatos com
excesso de impurezas (n+) isso faz que diminua o número
de elétrones e diminuem os valores de capacidade. A
freqüência de trabalho é muito maior e Vζ =0.14V. Isso faz
que dissipem menos potência.

37. Diodo Schottky
É utilizado em aplicações de comutação onde se
tem que fazer retificação do sinais de alta
freqüência ou em aplicações onde se presissa ter
uma baixa queda de tensão. São mais caros que
os diodos de propósito geral

38. Diodo LED
Os diodos LED (Ligth Emitter Diode) são diodos
que também podem ser polarizados em direta e
em inversa. Em inversa não conduzem e em direta
têm a propriedade de emitir luz de uma cor
determinada. Para sua condução se toma como
critério prático que requerem de uma caída de
potencial de 2 V e uma corrente de 10 mA. baixo
este princípio também trabalham os diodos
infravermelhos

39. Diodo LED
Utiliza-se como indicador
Símbolo
electrico

40. Diodo Zener
O diodo zener é um diodo projetado especificamente para
trabalhar na região de zener, ruptura ou avalanche como
também é conhecida. O mecanismo de condução é o
seguinte: ao superar a voltagem inversa um determinado
valor conhecido como voltagem de ruptura ou voltagem
zener se obtém que alguns portadores sejam capazes de
deslocar-se pelo cristal o qual leva a uma circulação de
corrente. Agora esta circulação de corrente provoca um
consumo de potência a qual aumenta a temperatura do
diodo com o que aparecem mais portadores pelo que
circula uma maior corrente (efeito avalanche) e esta é a
causa pela que se utilizam diodos especificamente
projetados com este fim e sempre se deve limitar a
quantidade de corrente a circular com uma resistência

41. Diodo Zener
Existem diodos zener de várias voltagens (2,5V,
3V, 5V, 9V, 12V, 15V) e de várias potências. Um
critério prático para realizar cálculos com diodos
zener é considerar o valor da corrente de zener de
10mA. Suas aplicações mais comuns som como
voltagens de referência já que a voltagem de zener
se mantém constante e como reguladores de
voltagem para fontes de corrente direta.

42. Diodo Zener

43. Encapsulado de diodos.

44. Datasheets. Características mais
importantes.

45. Datasheets. Características mais
importantes.