Os diodos semicondutores, ou simplesmente diodos, são componentes eletrônicos obtidos a partir de uma junção de materiais semicondutores do tipo P e do tipo N.
A junção PN e portanto, os diodos semicondutores se caracterizam por conduzirem a corrente apenas num sentido, isto é, o diodo se comporta como uma "válvula" deixando a corrente passar apenas num sentido, conforme sugere a figura 1.
Se a corrente elétrica for forçada a circular no sentido normal de condução do diodo, ou seja, se o diodo for polarizado no sentido direto, a resistência oferecida é muito baixa, e a corrente pode passar livremente.
Se a corrente elétrica for forçada a circular no sentido oposto, ou seja, se o diodo for polarizado no sentido inverso, a resistência manifestada será muito alta, e praticamente nenhuma corrente pode circular.
(figura 2).
Diversos são os materiais que apresentam propriedades semicondutoras que podem ser usados na construção de diodos. Dentre eles destacamos o silício, o germânio, o selênio, a galena, o arseneto de gálio, etc.
Atualmente, os diodos mais comuns são os de silício e os de germânio cujos aspectos e símbolo são mostrados na figura 3.
Veja que os diodos podem variar de tamanho e formato conforme a finalidade a que se destinam. Temos então:
a) Diodos retificadores que são diodos projetados para trabalhar com correntes e tensões relativamente elevadas em circuitos de baixas frequências ( correntes alternadas). Estes diodos em sua maioria são de silício, e podem ser dotados de irradiadores de calor quando a corrente com que trabalharem for muito intensa. Encontramos estes diodos em circuitos de fontes de alimentação com correntes de trabalho situados entre 500 mA e 1 000 A.
b) Diodos de sinal que são diodos para baixas corrente e baixas tensões que no entanto podem trabalhar com sinais de frequências muito elevadas. Estes diodos são usados como detectores, em circuitos de comutação, etc. Os diodos de sinal podem ser tanto de silício como de germânio caracterizando-se por suas reduzidas dimensões e a não necessidade de invólucros capazes de disparar calor. Os diodos de sinal trabalham com correntes na faixa de miliampères em frequências que se estendem até 1 GHz.
c) Diodos de MAT (muito alta tensão) que são usados na retificação de tensões muito elevadas, de ordem de milhares de volts. Estes diodos aparecem no setor de alta tensão de televisores, em aplicações industriais e médicas.
d) Diodos especiais como os diodos zener, diodos de capacitância variável, LEDs, que são abordados separadamente. (procure pelo nome de cada um para obter informações).
As curvas características dos diodos semicondutores são mostradas na figura 3 para o caso do material ser o silício e o germânio.
Por estas curvas, o leitor pode perceber que o ponto em que o diodo de silício começa a conduzir corresponde a uma tensão mais elevada do que o ponto em que o diodo de germânio o faz.
Enquanto o diodo de germânio já apresenta uma baixa resistência em torno de 0,2 V o diodo de silício só começa a conduzir apreciavelmente a corrente em torno de 0,6V.
Isso significa que um diodo de silício não se comporta como tal em tensões de menos de 0,6V. Existem ainda diodos especiais denominados Schottky que conduzem com tensões muito mais baixas do que os diodos comuns.
Observamos por estas curvas também que, quando polarizados no sentido direto, a partir de certa tensão já mencionada o diodo começa a conduzir a corrente quando então a tensão entre seus terminais se mantém constante.
Na polarização inversa do diodo, ele não conduz apreciavelmente a corrente até ser atingida uma certa tensão, denominada tensão inversa de ruptura (VR) quando então o mesmo perde a propriedade de não conduzir, ocorrendo então a queima.
O diodo é percorrido por uma forte corrente que o estraga.
Para os diodos semicondutores comuns devem ser sempre observados seus limites máximos de operação que são dados da seguinte maneira:
a) Tensão inversa máxima- esta tensão pode ser expressa pelo valor de pico (VRM) quando o diodo operar com corrente alternada ou então pelo valor contínuo (VR). Trata-se da maior tensão que pode ser aplicada no diodo quando ele é polarizado no sentido inverso sem que ele perca suas propriedades. Se esta tensão for superada o diodo conduz no sentido inverso, queimando-se. Na prática, não se deve ligar o diodo em circuitos em que uma tensão maior que esta aparece em qualquer instante polarizando-o no sentido inverso.
b) Corrente contínua máxima no sentido direto - aqui podemos ter duas maneiras de se especificar esta grandeza: a corrente retificada (Io) correspondendo então ao valor médio da corrente retificada direta, e que também corresponde à corrente média direta, também expressa por IF(av), ou então pela corrente de pico direta (Irm) a qual corresponde ao valor máximo que a corrente atinge num ciclo em que a freqüência é maior que 20 Hz.
Na identificação de um diodo semicondutor deve-se observar a posição de seu anodo e do seu catodo.
Em alguns casos, o catodo é identificado por um anel no invólucro do componente e, em outros casos temos a marcação direta do símbolo no mesmo.
Existem ainda os diodos em que a identificação é feita pela observação dos elementos internos, pois eles são apresentados em invólucros transparentes.
Veja mais:
- Válvulas diodo
- Diodos de germânio
