Circuitos polarizados

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Capítulo 4

Diodos Retificadores



Aqui trataremos dos métodos de aproximação dos diodos. A aproximação a ser usada dependerá do que você pretende fazer. Após o estudo deste capítulo, você deverá ser capaz de:

• Desenhar o símbolo do diodo e identificar o catodo e anodo;

• Desenhar a curva do diodo e identificar todos os seus pontos;

• Descrever ascaracterísticas de um diodo ideal, da segunda e da terceira aproximação;

• Montar os retificadores de meia onda, de tomada central e em ponte.

4.1 O símbolo Esquemático.

Diferente dos resistores os diodos não apresentam um comportamento linear, ou seja, a corrente não é diretamente proporcional à tensão aplicada. Este fato é devido à barreira de potencial existente nos diodos. Sedesenharmos uma curva de tensão versus corrente, teremos uma curva não linear.

A figura abaixo mostra o símbolo esquemático de um diodo retificador. O lado P é chamado anodo e o lado N de catodo. A simbologia do diodo lembra uma seta, que indica o sentido de fluxo de corrente que circula do lado P para o lado N.

[pic]

4.2 Curva do Diodo.

Uma das aplicações dos diodos é converter a correntealternada em corrente continua, usadas nas fontes de alimentação. A esses diodos dá-se o nome de diodos retificadores.

No circuito abaixo a primeira coisa a ser feita é identificar se o diodo esta polarizado diretamente (PD) ou reversamente (PR). Isso nem sempre é fácil. Uma dica é a seguinte: responda a seguinte pergunta com sim ou não: a corrente convencional no circuito esta na mesmadireção da seta do diodo? Se sim, temos PD se não. Temos PR.

[pic]

Polarização direta do diodo

Após identificarmos se o diodo esta polarizado diretamente ou reversamente, podemos obter a curva deste diodo conforme a figura abaixo

[pic]

4.3 Região Direta.

No circuito acima, facilmente montado em laboratório, pode-se medir a tensão no diodo e a corrente que circula por ele, e com essesdados podemos plotar um gráfico de corrente versus tensão.

4.3.1 Tensão de Joelho.

O gráfico acima mostra a curva para um diodo de silício. O que vemos neste gráfico? Inicialmente, a corrente é praticamente zero nos primeiro décimos de tensão. Quando atingimos 0,7 V, os elétrons começam a cruzar a junção PN em grande quantidade (a corrente começa a aumentar). Acima de 0,7 V, o mais leveaumento na tensão produz um grande aumento na corrente.

O valor da tensão no qual a corrente começa a aumentar rapidamente é chamada tensão de joelho do diodo. Este valor depende do tipo de cristal que é formado o diodo. No caso do silício temos 0,7 V. já para o germânio temos uma tensão de joelho 0,3 V.

4.3.2 Resistência de Corpo.

Acima da tesão de joelho, a corrente no diodo aumentarapidamente. Isso significa que pequenos aumentos na tensão do diodo implicam grandes aumentos na corrente do diodo. Isto é devido ao seguinte fato: uma vez vencida a barreira de potencial, o que impede a corrente de fluir é a própria resistência do cristal, chamada resistência de corpo do diodo. Ela é dada pela soma da resistência do lado N com a resistência do lado P, ou seja,

[pic]

Estaresistência depende do nível de dopagem e das dimensões das regiões P e N. Ela é, tipicamente, menor a [pic].

Como calcular a resistência de corpo? Nem sempre você possui condições de ler nas folhas de dados os valores das resistências de corpo dos diodos, ma vez que elas não estão fornecidas separadamente. Por isso podemos usar a expressão abaixo para calcular este valor:

[pic]

onde V1 e I1 são atensão e a corrente no joelho e V2 e I2 são a tensão e a corrente em algum ponto acima do joelho na curva do diodo.

Por exemplo, a folha do 1N4001, fornece uma tensão direta de 0,93 V para uma corrente de 1ª. Como é um diodo de silício, sabemos que no joelho temos uma tensão de 0,7 V e uma corrente de aproximadamente 0 A. Com isso temos:

[pic]

4.3.3 Máxima Corrente cc direta....
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