Polarização DIRETA de um DIODO (Junção PN)
CCE = Camada de Carga Espacial (=Região de Carga Espacial, =
Barreira)
Eint = Campo elétrico interno
Eext = Campo elétrico externo
Entende-se como polarização direta de um diodo quando:
colocamos o lado positivo da bateria no terminal P do diodo e o negativo no
lado N, como ilustra a Figura-1
Na polarização direta de um diodo, temos que o campo
elétrico da diferença de potencial (Eext) está em oposição ao campo
interno (Eint); logo tem-se uma diminuição da Camada de Carga Espacial (=Barreira). Com a diminuição da largura da Barreira, temos a diminuição da
resistência da junção. Por convenção: a
corrente será de lacunas do lado P para o lado N
A junção polarizada diretamente apresenta uma resistência
baixa da ordem de alguns OHMS.
Polarização REVERSA de um DIODO (Junção PN)
Entende-se como polarização reversa de um diodo quando:
colocamos o lado positivo da bateria no terminal N do diodo e o negativo no lado
P, como ilustra a Figura-2
A corrente i aumenta com a variação de largura da BARREIRA
até o ponto em que é atingida a largura máxima e a partir desse ponto ela não
aumenta mais. A esse valor máximo de
corrente é denominado de corrente de
saturação reversa.
A junção polarizada reversamente apresenta uma resistência
da ordem de MEGAOHMS, enquanto que a corrente de saturação fica entorno de
alguns nanoampéres.
RETA DE CARGA DE UM DIODO
Figura-03: Diodo com polarização direta.
Para traçar uma reta, necessitamos de:
a)
Dois pontos, ou
b)
Um ponto e sua inclinação
Do circuito da figura-03, podemos calcular o valor de IDmáx,
que é o valor máximo de corrente que circula pelo circuito quando consideramos
o diodo como um curto (diodo ideal, sem resistência).
Logo, IDmáx = V/R.
Marcamos este ponto no eixo da corrente.
Outro ponto é a tensão entre terminais do diodo quando a corrente é nula, isto é, V, que é a tensão
da bateria. Marcamos este ponto no eixo da tensão.
Unindo os dois pontos marcados temos a reta de carga.
A reta de carga intercepta a curva característica do diodo
no seu ponto de operação (=PONTO QUIESCENTE) e por meio de duas
perpendiculares, passando por este ponto em relação ID e VD, determinamos a
tensão (VDQ) e a corrente (IDQ) de trabalho quiescente do diodo.
Efeito da temperatura na característica direta de um diodo.
Uma junção PN sofre influência da
temperatura.
A temperatura máxima:
a) Silício – 150ºC
b) Germânio – 100ºC
Sabemos que para cada 1ºC de aumento
na temperatura, a queda de tensão sobre o diodo diminui de 2,5mV. Em outras palavras: a resistência interna do
diodo diminui e a queda de tensão sobre o diodo diminui de 2,5mV/ºC.
Exemplo: Um diodo de
silício apresenta, à temperatura de 25ºC, uma queda no sentido direto de 0,6V a
uma corrente de 12mA. Se a corrente se
mantiver constante, qual será a tensão direta resultante na temperatura de
115ºC?
Resolução:
∆T = T2 – T1 =
115 – 25 = 90ºC
Aplicando a regra de três
simples: 1ºC → 2,5 mV
↔ 90ºC → X
Logo: X = 90 * 2,5 = 225 mV
Portanto, a queda de tensão
resultante sobre o diodo é:
[Tensão resultante = tensão
inicial – variação da tensão com a temperatura]
0,6V = 600mV
VDfinal = 600 – 225 = 375 mV (=tensão resultante)
Através da curva verifica-se que, enquanto a tensão sobre o diodo não ultrapassa um valor limite, que corresponde ao potencial da barreira VB, a corrente através do diodo permanece muito pequena. Essa condição é indicada para um tipo de diodo de silício, onde Id < 6 [mA] para Vd < 0,7 [V]. A partir do valor limite Vγ = 0,7 [V], a corrente através do diodo pode aumentar substancialmente sem que isso cause um aumento significativo na queda de tensão através do diodo. Verifica-se, portanto, que na faixa de valores Vd > 0,7 [V], o diodo comporta-se praticamente como um resistor de baixa resistência.
DIODO DE SILÍCIO - Curva Característica – Condução
Através da curva verifica-se que, enquanto a tensão sobre o diodo não ultrapassa um valor limite, que corresponde ao potencial da barreira VB, a corrente através do diodo permanece muito pequena. Essa condição é indicada para um tipo de diodo de silício, onde Id < 6 [mA] para Vd < 0,7 [V]. A partir do valor limite Vγ = 0,7 [V], a corrente através do diodo pode aumentar substancialmente sem que isso cause um aumento significativo na queda de tensão através do diodo. Verifica-se, portanto, que na faixa de valores Vd > 0,7 [V], o diodo comporta-se praticamente como um resistor de baixa resistência.
A queda de
tensão nos terminais do diodo no regime de condução é praticamente independente
do circuito, mantendo-se em
um valor próximo ao valor do potencial da barreira do dispositivo, ou seja, 0,7
[V] para o silício e 0,3 [V] para o germânio.
Representações de um diodo:
Diodo emissor de
Luz – LED
Ilustração de elementos que compõem um LED.
Nenhum comentário:
Postar um comentário