Enzo Rocha Fotografia: Diodo

Definição

Um diodo é definido como um componente eletrônico de dois terminais que apenas conduz corrente em uma direção (desde que seja operado dentro de um nível de tensão especificado).

Um diodo ideal terá resistência zero em uma direção e resistência infinita na direção reversa.

Os diodos são usados principalmente para evitar danos aos componentes, principalmente devido à força eletromotriz em circuitos geralmente polarizados.

O que é

Em linguagem simples, um diodo é como uma válvula unidirecional que permite que a corrente elétrica flua em uma direção, mas geralmente não permite que ela flua na direção oposta.

A direção da corrente elétrica no diodo pode ser invertida. No entanto, mesmo que seja, o fluxo ainda será um direcional.

Um diodo contém dois eletrodos que agem da mesma maneira que os semicondutores.

O positivo ou o tipo p é geralmente o ânodo e o negativo ou o tipo n é o cátodo.

Em outras palavras, o cátodo é carregado negativamente em comparação com o ânodo. Se o cátodo for carregado com a mesma voltagem ou com uma voltagem muito semelhante ao ânodo, a corrente não fluirá.

Na eletrônica, um diodo age de maneira semelhante para carregar as transportadoras.

Diodos também podem ser comparados a válvulas de retenção ou interruptores. Se líquido ou água estivessem envolvidos em vez da corrente, seria essencialmente semelhante à água que flui a montante ou a jusante. Simplificando, um diodo tende a permitir fluxo de montante a jusante, mas não o contrário.

Para alterar a direção do fluxo, o cátodo deve ser carregado com uma tensão maior que o ânodo. Isso é conhecido como tensão de avalanche, mas, apesar do nome, nem sempre é necessário um grande número de volts para mudar a direção. De fato, pode haver uma diferença de apenas alguns volts.

Um diodo pode converter corrente elétrica de CA para CC ou de corrente alternada para corrente contínua. Isso é chamado de retificação, e os diodos retificadores são mais comumente usados em fontes de alimentação de baixa corrente.

Um diodo de comutação é mais frequentemente usado para ativar ou desativar um circuito, e diodos de comutação de banda são usados para alternar sinais de banda de alta frequência.

Um diodo Zener é conhecido como diodo de tensão constante, devido ao fato de que, mesmo que a tensão da fonte de alimentação varie, a tensão do Zener permanece em um nível constante. Um diodo de barreira Schottky, quando usado para comutação de alta velocidade em vez de retificação básica, é usado para coisas como UHF e outros sinais de alta frequência.

Um diodo pode ser usado para vários propósitos, incluindo a produção de diferentes sinais, como um sinal analógico, frequências como frequências de microondas ou luz.

Aqueles que produzem luz são conhecidos como diodos emissores de luz ou LED. Este tipo de diodo produzirá luz quando a corrente fluir através dele. Os LEDs são usados para itens como elementos iluminados em sistemas de computador, relógios, displays em microondas e eletrônicos, iluminação solar e até mesmo alguns dos designs mais modernos das luzes de Natal.

Aplicações de diodos

Apesar de serem apenas dispositivos semicondutores de dois pinos, os diodos são vitais na eletrônica moderna.

Algumas das aplicações típicas dos diodos incluem:

Retificar uma voltagem, como transformar CA em voltagem CC
Isolando sinais de uma fonte
Controlando o tamanho de um sinal
Sinais de mistura

Qual é a voltagem direta do diodo?

Uma tensão direta de diodo refere-se à queda de tensão que ocorre quando uma corrente elétrica passa através de um diodo em um circuito elétrico.

Geralmente é independente da quantidade de corrente que passa pelo diodo e será a mesma para uma determinada família de diodos. Para diodos de silício, geralmente os mais comuns, a queda de tensão direta do diodo é de cerca de 0,7 volts (V).

Diodos são dispositivos que passam corrente elétrica em uma única direção e, portanto, podem ser vistos como uma espécie de válvula unidirecional para elétrons.

Quando os elétrons estão se movendo na direção correta para passar pelo diodo, diz-se que o diodo é polarizado para a frente. Assim, a queda de tensão direta do diodo também é conhecida como queda de tensão de polarização direta.

Os diodos funcionam com um pequeno pedaço de material semicondutor dopado entre seus eletrodos, que passam elétrons em uma direção, mas não na outra. Esse material possui duas zonas, a zona n, que é rica em elétrons com carga negativa, e a zona p, que é pobre em elétrons. Pode-se pensar que a zona p possui orifícios positivos que podem aceitar os elétrons da zona n.

Quando as duas zonas são reunidas para formar uma junção p-n, os elétrons transferem-se da zona n para a zona p até que todos os elétrons da zona n disponíveis para uso como portadores de corrente sejam usados, e a junção p-n se torna um isolador.

Se elétrons novos são injetados na zona n empobrecida, enquanto são removidos da zona p saturada, a corrente elétrica flui através da junção. É o que acontece quando o diodo é polarizado para a frente.

Os elétrons devem ser pressionados por uma tensão com força suficiente para atravessar a junção p-n, e esse impulso é a fonte da tensão direta do diodo ou queda de tensão de polarização direta.

Se a polaridade do circuito é invertida e é feita uma tentativa de injetar elétrons na zona-p enquanto eles são removidos da zona-n, o diodo é considerado polarizado inversamente e nenhuma corrente flui.

Se essa tensão de polarização reversa exceder um determinado valor – a tensão reversa máxima – o diodo poderá falhar e passar grandes correntes, em um processo conhecido como quebra de tensão reversa.

O diodo será danificado permanentemente.

Como afirmado, diferentes tipos de diodos têm diferentes quedas de tensão direta. A queda de tensão direta de um diodo emissor de luz simples (LED) pode variar de 1,4 a 4 V, dependendo do tipo. Para o diodo Schottkey, a queda de tensão direta é geralmente de apenas 0,2 V.

O que é queda de tensão do diodo?

Um diodo é um dispositivo semicondutor comum usado em muitos tipos diferentes de circuitos eletrônicos.

Quando um sinal elétrico passa através de um diodo, o diodo consome uma pequena quantidade da tensão do sinal em sua operação.

A diferença entre a tensão do sinal que entra no diodo e a tensão do sinal que sai do diodo é a queda de tensão do diodo.

Embora uma queda de tensão do diodo possa se referir à queda de tensão direta ou reversa do diodo, ela geralmente descreve a queda de tensão direta.

A construção de um diodo envolve a união de um ânodo e um cátodo, dois pedaços de material com cargas elétricas diferentes. O ânodo é carregado positivamente e o cátodo é carregado negativamente.

No ponto em que esses dois materiais se encontram, chamados de junção, as duas cargas opostas se cancelam efetivamente. Essa área sem carga é a camada de depleção do diodo, que forma uma camada isolante dentro do diodo entre o ânodo e o cátodo.

Quando um sinal elétrico entra no cátodo de um diodo, a força negativa adicional aumenta a largura da camada de depleção à medida que reage com o ânodo carregado positivamente.

A camada de exaustão mais ampla impedirá a passagem do sinal pelo diodo e consumirá toda a tensão no processo. Por exemplo, se 5 volts entrarem no diodo, a queda de tensão do diodo também será de 5 volts.

Um diodo nesse estado tem polarização reversa e a queda de tensão é a queda de tensão reversa do diodo.

Um sinal elétrico que entra no ânodo de um diodo cria um conjunto diferente de condições dentro do diodo. O sinal carregado negativamente atravessará o ânodo, encontrará o cátodo e passará pelo diodo, continuando para o restante do circuito.

No processo, uma quantidade relativamente pequena da tensão é perdida, superando a carga positiva do ânodo. Para um diodo de silício típico, a tensão perdida é de aproximadamente 0,7 volts.

Um diodo nesse estado é polarizado para frente e a queda de tensão é a queda de tensão direta do diodo.

A diferença entre os estados de avanço e reverso em um diodo permite que eles bloqueiem um sinal em uma direção, diminuindo 100% da tensão, mas permitindo que ela passe na outra, diminuindo apenas uma pequena quantidade. Como a maioria dos diodos tem uma queda de tensão reversa de 100%, o pressuposto é que o termo “queda de tensão do diodo” se refere à queda de tensão direta; no entanto, esse nem sempre é o caso.

Existem diodos especiais que não reduzem 100% da tensão reversa, como diodos varicap ou varator. Nestes diodos, as cargas dos cátodos e dos ânodos não são iguais em suas larguras.

Como resultado, esses diodos podem permitir que parte do sinal que entra no cátodo passe através dos diodos, mesmo estando em um estado de polarização reversa. Ao descrever a queda de tensão nesses tipos de diodos, é importante diferenciar as quedas de tensão direta e reversa.

Diodos são usados para direcionar o fluxo de corrente elétrica