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Elétrica

O que é um diodo semicondutor e como funciona

Mardey Costa
Escrito por Mardey Costa em 04/10/2021
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Você sabe o que é o diodo semicondutor e como ele funciona na prática?

Neste artigo, vamos explicar o que é um diodo semicondutor, como ele funciona, e explicar os 10 tipos de variações de diodos encontrados no mercado.

Portanto, se você quer aprender mais sobre esse assunto, então continue lendo esse artigo.

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O que é um diodo semicondutor e como funciona na prática

O diodo semicondutor é um componente eletrônico que permite a passagem da corrente elétrica somente em um sentido.

Neste caso, o fluxo de corrente elétrica é permitido em apenas um sentido, e no sentido contrário a corrente elétrica é bloqueada, de acordo com sua polaridade.

Por isso, o diodo é feito com material de cristal semicondutor de silício ou germânio.

Para que serve o diodo

O diodo é muito importante para o funcionamento de diversos aparelhos eletrônicos.

E a sua função é atuar como um retificador, fazendo a conversão da corrente alternada para corrente contínua.

O diodo pode ser encontrado em carregadores de bateria de celular, televisão, aparelhos de som,e outros projetos eletrônicos.

Como funciona o diodo

O diodo funciona como uma chave de acionamento automático, ou seja, ele é fechado quando o diodo está diretamente polarizado e aberto quando o diodo está inversamente polarizado.

Neste caso, o diodo trabalha como uma rua de mão única para a corrente elétrica e só vai conduzir em um sentido.

Quando há polarização no sentido correto, a corrente passa normalmente, mas há uma pequena queda de tensão em torno de 0,7 volts.

É necessário uma tensão mínima de 0,7 volts para conduzir eletricidade e quanto mais corrente passar pelo diodo, mais quente ele ficará devido a dissipação de energia na forma de calor.

Anodo e catodo do diodo

O diodo é formado por uma junção entre um cristal tipo P que representa o lado positivo que chamamos de ânodo e também o tipo N que represente o lado negativo que chamamos de cátodo.

Se o lado positivo de uma fonte de tensão estiver conectado ao terminal positivo do diodo (o ânodo), e o lado negativo estiver conectado ao terminal negativo do diodo (o cátodo), o diodo conduzirá a corrente.

Mas caso o diodo esteja invertido, a corrente é bloqueada.

10 tipos de diodo

Dependendo das características dos materiais e dopagem dos semicondutores podemos encontrar muitas variações de tipos de diodos como:

Diodo Emissor de Luz (LED)

O diodo emissor de luz ou LED é um diodo muito utilizado para sinalização e iluminação e sua principal característica é emitir luz em comprimentos de onda específicos quando o componente é polarizado diretamente.

Fotodiodo

O fotodiodo é um diodo semicondutor que é sensível à luz e converte fótons em eletricidade, ou seja, ele trabalha de forma oposta ao LED.

Neste caso, ele funciona como um receptor de luz e é muito utilizado em painéis fotovoltaicos ou para captar raios ultravioleta, raio-x ou infravermelho.

Diodo zener

O diodo zener ou diodo de condução reversa é similar aos diodos de sinal ou de retificação, mas com algumas diferenças importantes.

Este tipo de diodo foi criado para funcionar diretamente ou inversamente polarizado, e geralmente é utilizado em circuitos mais simples para a regulação de tensão.

Ou seja, quando ele é polarizado diretamente, o componente funciona como um diodo qualquer enquanto que, a partir da tensão mínima, ele começa a conduzir eletricidade.

Diodo Schottky

Esse tipo de diodo semicondutor utiliza o efeito schottky, que é um fenômeno de queda de tensão em semicondutor.

Quando o diodo schottky é polarizado diretamente, ele tem uma queda de tensão bem menor que o diodo comum, e é muito útil em circuitos que operam com baixa tensão.

O diodo schottky é muito utilizado em circuitos de alta frequência pois precisam de uma velocidade de trabalho superior e a queda de tensão é bem menor que um diodo comum.

Diodo Ponte Retificadora

O diodo retificador em ponte ou ponte retificadora é utilizado para converter os sinais de corrente alternada para corrente contínua pulsante.

Ele é composto por um invólucro com uma ponte retificadora com 4 diodos unidos como uma ponte, e geralmente em um único encapsulamento.

Esse tipo de diodo ponte retificadora é usado em várias aplicações como fontes de tensão contínua e um bom exemplo disso são os carregadores de celular e de notebook.

Diodo Túnel

O diodo túnel é um diodo que possui resistência negativa e sua principal função é permitir que os elétrons passem livremente através de barreiras em seu trajeto.

Ele recebeu este nome de túnel porque ele opera em alta frequência e utiliza efeitos da mecânica quântica chamado de tunelamento.

Esse tipo de diodo possui alta durabilidade e são utilizados como switches de alta velocidade na ordem dos nanossegundos.

Além disso, também são empregados em osciladores de microondas e amplificadores, e são resistentes à radiação nuclear.

Diodo Gunn

O diodo Gunn possui algumas características iguais ao diodo túnel como resistência negativa e sua principal aplicação é para circuitos eletrônicos de alta frequência.

Uma característica importante a ser destacada do diodo Gunn é que ele é fabricado usando apenas material do tipo N.

O diodo Gunn é usado na fabricação de transmissores de baixa e média potência, em topologias de circuito como oscilador local e de bloqueio e também em sistemas de sensoriamento de proximidade.

Diodo Varactor

O diodo Varactor ou varicap possui a sua capacitância variável de acordo com a tensão em que ele é submetido, e foi projetado para ser usado em frequências elevadas.

Além de ser um diodo bem menor em relação a outros modelos, ele também não emite muito ruído.

Ele pode ser encontrado em circuitos de televisores e em aplicações de RF para controle de frequência de circuitos osciladores, ou aparelhos que necessitam de ajuste eletrônico.

Diodo Pin

O diodo PIN é uma versão diferente do diodo comum que possui a junção P-N.

No diodo Pin é inserido uma terceira camada de alta resistividade que é imprensada entre as camadas P e N do material semicondutor.

Essa alta camada resistiva da região intrínseca fornece um grande campo elétrico entre as regiões P e N.

Este tipo de diodo Pin também é mais fácil de ser encontrado, assim como o diodo semicondutor.

Este tipo de diodo é muito utilizado em circuitos atenuadores, fotodetectores de raios gama e raios X e também em aplicações de eletrônica de potência em alta tensão.

Mas é importante destacar que esse tipo de diodo não é muito adequado na função comum de retificador.

Diodo a vácuo

O diodo a vácuo consiste em um recipiente de vácuo com cátodo e ânodo no interior e ambos conectados através de uma fonte de tensão.

Este tubo de vácuo foi o componente básico da eletrônica durante a primeira metade do século XX.

Era possível encontrar esse tipo de diodo em circuitos de rádio, televisão, radar, reforço de som, sistema de gravação de som, telefone, computadores analógicos e digitais e controle de processos industriais.

A estrutura mais básica do tubo de vácuo é o diodo a vácuo, mas com a entrada dos semicondutores de junção P-N no mercado, os tubos a vácuo foram substituídos.

Mas os tubos de vácuo ainda são utilizados em alguns campos de aplicação como sistemas de áudio, relógios atômicos, satélites de telefone celular, testes eletromagnéticos e vários outros.

E por fim, uma dica importante é sempre pesquisar pesquisar os datasheets de vários modelos e ver quais deles podem ser usados em cada aplicação.