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terça-feira, 30 de junho de 2009

Diodos



Ao unir um semicondutor tipo P com um semicondutor tipo N, temos a formação do componente eletrônico chamado diodo. Componente este que será de grande importância para a construção de fontes de alimentação e muitas outras aplicações posteriormente discutidas.

Na junção PN os elétrons livres do material tipo N é atraído pelas lacunas do material tipo P. Então alguns elétrons passa do material tipo N para o material tipo P, os átomos que perdem os elétrons ficam ionizados positivamente(cátions) e os que recebem ficam ionizado negativamente (ânions). Na junção cria-se um campo elétrico impedindo que outros elétrons passem do material tipo N para o material tipo P.

pn

Observe que no material tipo N embora tenham elétrons livres em excesso, quem perde elétrons são os átomos, e como no átomo o número de prótons ficará maior que o número de elétrons, ficará ionizado positivamente.
Na junção PN temos o que é chamado de camada de depleção ou seja a camada de depleção é definida como a junção PN onde se encontra os cátions e ânions. Devido a camada de depleção, ocorre a barreira de potencial, diferença de potencial na junção.
A barreira de potencial na temperatura de 25ºC é de aproximadamente 0,7V para os diodos de silício e 0,3V para os diodos de germânio.

main1simbologia do diodo

POLARIZAÇÃO DIRETA

pol-dir

Na polarização direta, o potencial positivo da fonte é ligado ao anodo (material tipo P) e o potencial negativo da fonte ligado ao catodo (material tipo N).
O potencial negativo repele os elétrons do material tipo N, onde se a tensão da fonte de alimentação for maior do que a barreira de potencial os elétrons atravessam a junção PN, passa pelo material tipo P e é atraído pelo potencial positivo da fonte.
Ao polarizar diretamente um diodo ideal ele se comporta como um chave fechada. Mas se considerarmos um diodo NÃO-IDEAL, teremos uma tensão Vy (barreira potencial do diodo) e uma resistência Vrd (resistência direta de condução)

pol-dir-s

POLARIZAÇÃO REVERSA

pol-rev

Na polarização reversa o potencial positivo da fonte é ligado ao catodo (material tipo N)me o potencial negativo da fonte é ligado ao anodo (material tipo P).
Na polarização reversa um diodo ideal se comporta como uma chave aberta. No entanto na prática temos duas pequenas correntes que circulam no diodo. A corrente de saturação e a corrente de fuga de superfície.

pol-rev-s

A corrente de saturação existe devido a energia térmica uma vez que é gerado pares de elétrons livres e lacunas. Os portadores minoritários podem dentro da camada depleção atravessar a junção ocasionando uma pequena corrente.
A corrente de fuga de superfície é ocasionado devido a superfície do diodo.Os átomos na superfície não possuem vizinhos para fazer a ligação covalente, esta quebra formam na superfície lacunas se comportando como um material tipo P. Por isso, os elétrons podem entrar no material N atravessar toda a superfície do diodo passado pelo material tipo P indo para a polaridade positiva da fonte.

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