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03/08/2011

DIODO SEMICONDUTOR

Prof. Marcelo Wendling
Ago/2011

Conceitos Básicos
O diodo semicondutor é um componente que
pode comportar-se como condutor ou isolante
elétrico, dependendo da forma como a tensão é
aplicada aos seus terminais. Essa característica
permite que o diodo semicondutor possa ser
utilizado em diversas aplicações, como, por
exemplo, na transformação decorrente alternada
em corrente contínua.

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03/08/2011

Formação do Diodo: Junção PN
Um diodo semicondutor é formado a partir da
junção entre um semicondutor tipo p e um
semicondutor tipo n:

Formação do Diodo: Junção PN
Logo após a formação da junção pn, alguns elétrons
livres se difundem do semicondutor tipo n para o
semicondutor tipo p. O mesmo processo ocorre com
algumas lacunasexistentes no semicondutor tipo p que
difundem para o semicondutor tipo n.

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03/08/2011

Formação do Diodo: Junção PN
Conforme ilustrado abaixo, as cargas produzidas nas
proximidades da junção são cargas fixas à rede cristalina.
Essa região de cargas próxima à junção é denominada
região de cargas descobertas ou região de depleção.

Formação do Diodo: Junção PN
Com o aparecimentoda região de depleção, o
transporte de elétrons para o lado p é bloqueado, pois estes
são repelidos da região negativamente carregada do lado p.
O mesmo efeito se aplica para lacunas cujo transporte para
o lado n é repelido pelas cargas positivas existentes no lado
n da junção.
Portanto, imediatamente após a formação da junção,
uma diferença de potencial positiva é gerada entre os lados
ne p. Essa barreira de potencial previne a continuação do
transporte de portadores através da junção pn não
polarizada.

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03/08/2011

Formação do Diodo: Junção PN
A tensão Vγ proporcionada pela barreira de potencial
no interior do diodo, depende do material utilizado na
sua fabricação. Valores aproximados para os diodos de
germânio e silício são Vγ = 0,3 [V] e Vγ = 0,7 [V],respectivamente.
Não é possível medir diretamente o valor de Vγ
aplicando um voltímetro conectado aos terminais do
diodo, porque essa tensão existe apenas em uma
pequena região próxima à junção.
No todo, o
componente é eletricamente neutro, uma vez que não
foram acrescentados nem retirados portadores do cristal.

Aspecto e Representação do Diodo
O diodo semicondutor é representado emdiagramas
de circuitos eletrônicos pelo símbolo ilustrado abaixo. O
terminal da seta representa o material p, denominado de
anodo do diodo, enquanto o terminal da barra
representa o material n, denominado de catodo do
diodo.

pn

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03/08/2011

Aspecto e Representação do Diodo
A identificação dos terminais do componente real
pode aparecer na forma de um símbolo impresso sobre o
corpo docomponente ou ainda o catodo do diodo pode
ser identificado através de um anel impresso na
superfície do componente:

Aplicação de tensão sobre o Diodo
A aplicação de tensão sobre o diodo
estabelece a forma como o componente se
comporta eletricamente. A tensão pode ser
aplicada ao diodo pela polarização direta ou pela
polarização inversa do componente

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PolarizaçãoDireta
Polarização direta é uma condição que ocorre quando
o lado p é submetido a um potencial positivo relativo ao
lado n do diodo.
Nessa situação, o polo positivo da fonte repele as
lacunas do material p em direção ao polo negativo,
enquanto os elétrons livres do lado n são repelidos do
polo negativo em direção ao polo positivo.

Polarização Direta
Na situação ilustrada ao
lado, ovalor da tensão
aplicada ao diodo é inferior
ao valor Vγ da barreira de
potencial. Nessa condição,
a maior parte dos elétrons
e lacunas não têm energia
suficiente para atravessar a
junção.
Como
resultado,
apenas alguns elétrons e
lacunas
têm
energia
suficiente para penetrar a
barreira
de
potencial,
produzindo uma pequena
corrente elétrica através do
diodo.

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