Diodo

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Universidade Estadual de Campinas
Laboratórios de Ensino - IFGW


F 329 – Física Experimental III – 1º Semestre de 2012

Prof. Johnson Ordoñez
Liliane Samara Ferreira Leite RA: 071532
Paula de Almeida RA: 072034
Renata Sigrist RA: 073664
Bruna Lourena Lázero Deçordi RA: 076479_______________________________________________________________

EXPERIMENTO 10 – DIODO SEMICONDUTOR, RETIFICAÇÃO E FONTES DC


1. Resumo


2. Introdução
Um diodo é um dispositivo semicondutor. Em termos gerais, um semicondutor é um sólido cristalino de condutividade elétrica intermediária entre os condutores e isolantes. A maioria dos semicondutores é feita de materiais pouco condutores com impurezas adicionadas a eles.
A característicafundamental de um semicondutor é possuir uma banda proibida, que é uma região energética que os elétrons não podem ocupar. Isto permite que se crie uma barreira de potencial para os elétrons (como a junção p-n) ao unirmos dois semicondutores com diferentes níveis de dopagem (processo onde são adicionadas impurezas).
Uma propriedade fundamental de um diodo é a sua capacidade de permitir que acorrente flua num sentido e bloqueá-la caso flua por outro sentido. Essa propriedade é geralmente chamada de propriedade retificadora e é conseqüência da barreira de potencial criada dentro do semicondutor.
Nos diodos a resistência elétrica é muito baixa para a polaridade direta, e muito alta para a polaridade reversa. Devido a esta propriedade, eles são amplamente usados para retificartensões e correntes alternadas. Aplicações muito comuns incluem voltímetros e amperímetros de corrente alternada e fontes de tensão. Seu comportamento pode ser descrito pela seguinte formula:

I = Io exp (q V/kT)
onde q é a carga do elétron, k é a constante de Boltzmann (k=1,381 10-23 J/k) e T é a tensão absoluta.

3. Teoria


Neste experimento trabalharemos com os seguintes conceitos:fontes de corrente alternada e diodo como um retificador de meia onda e onda completa.








O desenho da Fig. 1 mostra a curva de corrente vs. tensão (I vs. V) para um retificador ideal, em que a resistência é nula para uma polaridade da tensão aplicada, e infinita para a polaridade reversa. Os diodos semicondutores, nos quais a resistência elétrica é baixa para a polaridade direta, emuito alta para a polaridade reversa, isto é, permite que a corrente atravesse-o num sentido com muito mais facilidade do que no outro, são exemplos de retificadores. Devido a esta propriedade, eles são amplamente usados para retificar tensões e correntes alternadas, sendo empregados em voltímetros e amperímetros de correntes alternadas e fontes de tensões DC.

A figura 2 mostra oefeito de retificação de um diodo semicondutor.











Figura 2

A onda representada em azul na figura 2 mostra a retificação feita pelo diodo, isto é circuito está montado com um diodo, pois este impede a passagem da corrente no outro sentido. Já a linha vermelha mostra um circuito sem diodo pois podemos ver que a corrente passa nos dois sentidos, tanto no negativo quanto nopositivo. Portanto neste caso o diodo pode ser considerado um retificador de meia onda.
Este dispositivo ainda poder ser empregado como um retificador de onda completa, para isso é empregado dois ou mais diodos em paralelo. A corrente ao circular em um sentido é detectada por um e pelo outro não, já no sentido inverso é detectada pelo diodo que não havia permitido a passagem da corrente ecortada por aquele que havia permitido, desta forma este tipo de retificador utiliza os dois semiciclos, positivo e negativo. Observando a figura 2, podemos ver que agora o diodo utilizará o semiciclo vermelho (negativo), projetando-o para cima, pois a corrente no caso passará em seu sentido direto.


4. Montagem experimental
Materiais:
- Osciloscópio de dois canais
-...
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