Diodos

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O Díodo
Os elementos de circuito que estudámos até agora foram elementos lineares. Ou seja, se duplicamos a ddp aos terminais de um
componente, a intensidade da corrente eléctrica que o percorre também duplica.
Já que estamos a caracterizar os componentes estudados podemos acrescentar que são passivos. Isto quer dizer que não
precisam de uma alimentação independente do circuito em que seintegram. Os elementos activos serão estudados noutra disciplina.
O díodo é um elemento não linear e passivo representado pelo símbolo:

Tem dois terminais, um ânodo (A) e um cátodo (C), tal como está representado na figura:
A

C

Podemos descrever o comportamento de um díodo ideal a partir da dependência entre as grandezas intensidade da corrente
eléctrica que o percorre e ddp aos seusterminais. A sua representação gráfica é:
i/A

V/V

V é a ddp entre os terminais ânodo e cátodo:
V = VA - VC
e i é a intensidade da corrente que percorre o díodo.
Vemos que a corrente só é diferente de zero para V > 0. Ou seja só quando o ânodo está a um potencial superior ao cátodo.
Neste caso dizemos que temos polarização directa (área representada a lilás).
Se o potencial do cátodo ésuperior ao do ânodo então a corrente é nula e temos polarização inversa (área representada a azul
claro). Ao representarmos V em função de i obtemos:
V/V

i/A

Considerando que o declive de cada recta é a resistência eléctrica do díodo ideal, o mesmo tem resistência nula quando
polarizado directamente e infinita quando polarizado inversamente. Logo:

+
-



+

+

-

-



+-

O díodo conduz no sentido da seta e não conduz no sentido contrário.
Na prática, só há polarização directa do díodo se a diferença de potencial entre o ânodo e o cátodo for superior a um determinado
valor. Esse valor é característico do díodo. No caso de um díodo de silício dizemos que é cerca de 0,7 V. Isso faz com que
possamos criar um modelo mental de díodo que obedece à seguintedependência i-V:
i/A

0,7

V/V

No entanto, se medirmos a corrente que atravessa um díodo em função da ddp aos seus terminais o resultado é:

i/mA

30

20

10

0
-2

-1

-0,5

0

0,5

1

2
V/V

Como vemos, o comportamento é apenas aproximado ao descrito anteriormente. A relação entre as duas grandezas é:

i = iS  e KT − 1


qV

em que iS é a corrente desaturação, q é a carga eléctrica do electrão, K é a constante de Boltzmann e T é a temperatura absoluta
(em Kelvin). A corrente de saturação tem valores típicos da ordem de 10-12 mA. As constantes têm os seguintes valores:
K = 1.38 x 10-23 J/K
q = 1.6 x 10-19 C
Com polarização inversa, se o potencial do cátodo for aumentado indefinidamente esperamos que a resistência do díodo continue a serinfinita. Porém, para uma ddp da ordem dos 75 a 100 V o díodo passa a conduzir novamente.

20 mA

10 mA

-100 V

-50 V
1V

2V

1 µA

2 µA

Note-se que há mudanças de escala ao longo do gráfico.
O díodo não obedece à lei de Ohm, já que a razão entre a ddp aos seus terminais e a corrente que o percorre não é constante.
Podemos no entanto utilizar o conceito de resistência dinâmica RD.Esta é a função que descreve o declive da curva V-i. Ou seja:

RD =

dV
di

Pelo facto de não ter um comportamento linear, quando introduzido num circuito, o díodo faz com que o circuito deixe de ter
equivalente de Norton ou de Thévenin.

Aplicações do díodo
Consideremos o seguinte circuito:
D

RC

Tendo em conta as características do díodo, a ddp medida aos extremos daresistência de carga RC é:

A cor de rosa está representada a variação da tensão aplicada no circuito pelo gerador de sinais e a azul está a variação da
tensão medida aos extremos da resistência de carga.
Vemos que só quando o potencial aplicado é superior aos potencial de polarização do díodo (0.7 V) é que há condução por parte
do mesmo. Só quando passa corrente na resistência de carga é que...
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