DIODOSa

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Diodo de juno PNA unio de um cristal tipo p e um cristal tipo n, obtm-se uma juno pn, que um dispositivo de estado slido simples: o diodo semicondutor de juno.

Devido a repulso mtua os eltrons livres do lado n espalham-se em todas direes, alguns atravessam a juno e se combinam com as lacunas. Quando isto ocorre, a lacuna desaparece e o tomo associado torna-se carregado negativamente. (um on negativo)

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Camada de DepleoA camada de depleo age como uma barreira impedindo a continuao da difuso dos eltrons livres. A intensidade da camada de depleo aumenta com cada eltron que atravessa a juno at que se atinja um equilbrio. Cada vez que um eltron atravessa a juno ele cria um par de ons. medida que o nmero de ions aumenta, a regio prxima juno fica sem eltrons livres e lacunas.

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Diferena de PotencialA diferena de potencial atravs da camada de depleo chamada de barreira de potencial.

A 25, esta barreira de 0,7V para o silcio e 0,3V para o germnio.

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Smbolo

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POLARIZAO DO DIODOPolarizar um diodo significa aplicar uma diferena de potencial s suas extremidades.

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Polarizao DiretaSupondo uma bateria sobre os terminais do diodo, h uma polarizao direta se o plo positivo (+) da bateria for colocado em contato com o material tipo p (Anodo) e o plo negativo (-) em contato com o material tipo n (Catodo).

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Polarizao inversaInvertendo-se as conexes entre a bateria e a juno pn, isto , ligando o plo positivo (+) no material tipo n (catodo) e o plo negativo (-) no material tipo p (Anodo), a juno fica polarizada inversamente.

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CURVA CARACTERSTICA A curva caracterstica de um diodo um grfico que relaciona cada valor da tenso aplicada com a respectiva corrente eltrica que atravessa o diodo.

I = I0. (e V/nVt 1), onde:

Vt = T/11600 (a temperatura ambiente por conveniencia) N varia de 1 a 2 para o silcio e vale a para o germnio.

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POTNCIA DE UM DIODOEm qualquer componente, a potncia dissipada a tenso aplicada multiplicada pela corrente que o atravessa e isto vale para o diodo:P = U * I No se pode ultrapassar a potncia mxima, especificada pelo fabricante, pois haver um aquecimento excessivo. Os fabricantes em geral indicam a potncia mxima ou corrente mxima suportada por um diodo.Ex.: 1N914 PMAX = 250mW1N4001 IMAX = 1A Usualmente os diodos so divididos em duas categorias, os diodos para pequenos sinais (potncia especificada abaixo de 0,5W) e os retificadores ( PMAX > 0,5W).

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RESISTOR LIMITADOR DE CORRENTENum diodo polarizado diretamente, uma pequena tenso aplicada pode gerar uma alta intensidade de corrente. Em geral um resistor usado em srie com o diodo para limitar a corrente eltrica que passa atravs deles.

RS chamado de Resistor limitador de corrente. Quanto maior o RS, menor a corrente que atravessa o diodo e o RS .

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RETA DE CARGASendo a curva caracterstica do diodo no linear, torna-se complexo determinar atravs de equaes o valor da corrente e tenso sobre o diodo e resistor. Um mtodo para determinar o valor exato da corrente e da tenso sobre o diodo, o uso da reta de carga. Baseia-se no uso grfico das curvas do diodo e da curva do resistor.

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Mtodoa corrente I atravs do circuito a seguinte:No circuito em srie a corrente a mesma no diodo e no resistor. Se forem dados a tenso da fonte e a resistncia RS, ento so desconhecidas a corrente e a tenso sob o diodo.

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MtodoSe, por exemplo, no circuito ao lado o US =2V e RS = 100, ento:Devemos encontrar 2 pontos da reta de carga para podermos determin-la, utilizaremos :

Ponto de Saturao Ponto de CortePodemos perceber uma relao linear entre a corrente e a tenso ( y = ax + b).

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Pontos da Reta de CargaPonto de Saturao: esse ponto chamado de ponto de saturao, pois o mximo valor que a corrente pode assumir. UD=0V I=20mA

Ponto de Corte: esse ponto chamado corte, pois representa a corrente mnima que atravessa o resistor e o diodo.

I=0A UD=2V.

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Reta de Carga x Curva DiodoSobrepondo esta curva com a curva do diodo tem-se:

(I=12mA,U=0,78V) - Ponto de operao ou quiescente

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Anlise de circuitos com diodosAo analisar ou projetar circuitos com diodos se faz necessrio conhecer a curva do diodo, mas dependendo da aplicao pode-se fazer aproximaes para facilitar os clculos. Vamos utilizar a seguinte aproximao:Leva-se em conta o fato de o diodo precisar de 0,7V para iniciar a conduzir.

Pensa-se no diodo como uma chave em srie com uma bateria de 0,7V.

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ExemploDeterminar a corrente do diodo no circuito da Figura:

soluo: O diodo est polarizado diretamente, portanto age como uma chave fechada em srie com uma bateria.

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Tipos de diodosDIODO ZENER - um diodo construdo especialmente para trabalhar na tenso de ruptura.Seu comportamento o de um diodo comum quando polarizado diretamente. Quando polarizado inversamente ao contrrio de um diodo convencional, ele suporta tenses reversas prximas a tenso de ruptura.

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Diodo Zener Reta de CargaGraficamente possvel obter a corrente eltrica sob o zener com o uso de reta de carga.

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Analise de circuitos com ZenerUtilizaremos a aproximao onde :O zener ideal aquele que se comporta como uma chave fechada para tenses positivas ou tenses negativas menores que VZ . Ele se comportar como uma chave aberta para tenses negativas entre zero e VZ .

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REGULADOR DE TENSO COM ZENERObjetivo: manter a tenso sobre a carga constante e de valor Vz.

Clculo do resistor de carga RS: garante a corrente mnima para a carga: garante que sob o zener no circule uma corrente maior que IZMAX

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ExemploUm regulador zener tem uma tenso de entrada de 15V a 20V e a corrente de carga de 5 a 20mA. Se o zener tem VZ=6,8V e IZMAX=40mA, qual o valor de RS?

Soluo:

RS < (15-6,8)/(20m+4m)=342 e RS > (20-6,8)/(5m+40m)=293

293 < RS