Introdução

Um diodo é o tipo mais simples de semicondutor. De modo geral, um semicondutor é um material com capacidade variável de conduzir corrente elétrica. A maioria dos semicondutores é feita de um condutor pobre que teve impurezas (átomos de outro material) adicionadas a ele. O processo de adição de impurezas é chamado de dopagem.

Diodos

O diodo é um componente formado por dois cristais semicondutores de silício ou germânio. Durante a fabricação, os semicondutores recebem a mistura de outras substâncias, formando assim um cristal P e um outro N. O terminal P recebe o nome de anodo e o N recebe o nome de catodo. Abaixo vemos o símbolo e aspecto deste componente:

Funcionamento Dos Diodos

O diodo só conduz corrente elétrica quando a tensão do anodo for maior que a do catodo, portanto eles podem funcionar como chave interruptora. Abaixo vemos o esquema de funcionamento:

Diodos Retificadores

São projetados para trabalharem com altas correntes (1 A para cima). Possuem o encapsulamento de "epoxi" e são encontrados em fontes de alimentação, amplificadores de potência e outros circuitos de altas correntes.

Alguns representantes desta categoria são: 1N4007 (de 1 A), 1N5404 (para 3 A) e os da série SKE. Nestes, o primeiro número indica a corrente máxima e o segundo, a tensão máxima. Ex: SKE1/08 é para 1 A e 800 V. Abaixo vemos alguns modelos de retificadores:

Diodos De Sinal

São projetados para funcionarem com baixas correntes (menos de 1 A). Possuem o encapsulamento de vidro, podem ser de silício ou germânio e os encontraremos nos circuitos chaveadores ou retificadores de baixa corrente.

Alguns representantes desta categoria são: 1N4148, 1N4151, BAW62 (silício), 1N60, AA119, OA90 (germânio). Abaixo vemos estes tipos:

Diodos Zeners

Estes diodos podem conduzir corrente no sentido inverso. Para isto devemos aplicar tensão igual ou maior que a indicada no corpo dele. Quando um zener está conduzindo no sentido inverso, ele mantém a tensão constante nos seus terminais. Portanto ele pode ser usado como estabilizador de tensão ou em circuitos de proteção. Abaixo vemos o funcionamento e alguns tipos de zener:

Os zeners padronizados são: 2V4, 2V7, 3, 3V3, 3V9, 4V3, 4V7, 5V1, 5V6, 6V2, 6V8, 7V5, 8V2, 9V1, 10, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 39, 43, 75, 91, 120, 130 V.

Funções Dos Diodos

No circuito, eles fazem basicamente o papel de chaves liga/desliga. Encontraremos em fontes de alimentação, estabilizadores, circuitos de proteção, etc. Abaixo vemos um exemplo de diodos funcionando como retificadores de fonte de alimentação (transformando a corrente alternada em pulsante):

Ponte Retificadora

São 4 diodos interligados dentro de uma única cápsula. É usada para substituir os 4 diodos do circuito retificador de muitas fontes de alimentação. Sua principal vantagem é ocupar menos espaço que os diodos separados. Abaixo vemos o aspecto físico e o símbolo:

LED – Díodo Emissor de Luz

Constituição

Um led é constituído por uma junção PN de material semicondutor e por dois terminais, o Ânodo (A) e o Cátodo (K). A cor da luz emitida pelo led depende do material semicondutor que o constitui.

Símbolo:

Identificação visual dos terminais

Polarização de um led

O led está directamente polarizado, e emite luz, quando o ânodo está positivo em relação ao cátodo. O led está inversamente polarizado, e não emite luz, quando o ânodo está negativo em relação ao cátodo.

Princípio De Funcionamento

Ao ser aplicada uma tensão que polariza directamente o led ocorre que muitos electrões não têm a energia suficiente para passarem da banda de valência à banda de condução, ficando na zona interdita ou proibida. Como não podem permanecer nessa zona voltam à banda de valência tendo para esse efeito de perder energia, o que fazem emitindo luz (fotões).

Características Técnicas

Energia

Banda de valência

Banda proibida

Banda de condução

Luz

Electrão

Cálculo Da Resistência A Ser Ligada Em Série Com O Led

A resistência a ser ligada em série com o led tem como função limitar a corrente no led.

Exemplo:

Vamos calcular o valor da resistência limitadora (R1) sabendo-se que a tensão que vai ser aplicada ao circuito (VCC) é de 6Volt, e pretende-se que a tensão directa aplicada ao led seja de 2 Volt para uma corrente directa de 10 mA.

R=(VCC- VF)/I

R=(6-2)/10x10-3

R=400W

Tipos De Led

Há leds de 3, 5, 8 e 10mm de diâmetro, cilíndricos, rectangulares, triangulares, etc. No mercado existem leds:

Bicolores

Constituídos internamente por dois led em anti-paralelo.

Tricolores

Constituído internamente por dois led(verde e vermelho) ligados com o cátodo comum.

Intermitentes

Têm internamente um mini circuito integrado que provoca a oscilação

Aplicações Dos Led

Os led são utilizado como elementos indicadores em calculadoras, aparelhos de medida, indicadores numéricos de receptores de rádio, etc

Fabricam-se individuais ou em conjunto (display de sete segmentos) podendo neste segundo caso representar qualquer caracter.

O display de sete segmentos é constituído por díodos emissores de luz, tantos quantos os segmentos do display.

Na figura pode ver-se um display constituído por sete segmentos (cada segmento corresponde a um led) e um ponto decimal (ou seja, é constituído por oito led).

Conclusão

O diodo é o elemento de circuito não linear mais simples. Já foi implementado em válvulas de efeito termo-iônico, mas hoje é feito de junções PN semicondutoras. A aplicação mais comum é em circuitos retificadores, mas pode ser usado de diversas formas, inclusive em circuitos lógicos.