Semicondutores: - diodos

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Muito sobre diodos, rectificadores e de sinais, fontes de alimentação com rectificação de diodos e com Pontes, filtragem, multiplicadores de tensão....

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  • 1. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 11 +∼ ∼ ∼∼+ - Diodos Não concordo com o acordo ortográficoNão concordo com o acordo ortográfico
  • 2. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 22 De que material são feitos os diodos?De que material são feitos os diodos? SemicondutoresSemicondutores Um composto que é também utilizado é arsenieto de gálio (GaAs), especialmente usado para fabricarUm composto que é também utilizado é arsenieto de gálio (GaAs), especialmente usado para fabricar diodos emissores de luz (LEDs), devido á sua maior zona proibida.diodos emissores de luz (LEDs), devido á sua maior zona proibida. O silício (Si) e germânio (Ge) são os dois elementos mais comuns que são usados para fabricar diodos.​​O silício (Si) e germânio (Ge) são os dois elementos mais comuns que são usados para fabricar diodos.​​ SiSi +4+4 SiSi +4+4 SiSi +4+4 SiSi +4+4 SiSi +4+4 SiSi +4+4 SiSi +4+4 SiSi +4+4 SiSi +4+4 O diagrama mostra a estrutura 2D do cristal deO diagrama mostra a estrutura 2D do cristal de silício. As linhas azul representam as ligaçõessilício. As linhas azul representam as ligações electrónicas feitas quando os electrões deelectrónicas feitas quando os electrões de valência são partilhados. Cada átomo de Sivalência são partilhados. Cada átomo de Si partilha um electrão com cada um dos seuspartilha um electrão com cada um dos seus quatro vizinhos mais próximos, pelo que a suaquatro vizinhos mais próximos, pelo que a sua banda de valência terá um total de 8 electrões.banda de valência terá um total de 8 electrões. Silício e germânio são ambos elementos do grupo 4, o queSilício e germânio são ambos elementos do grupo 4, o que significa que tem 4 electrões de valência. A sua estruturasignifica que tem 4 electrões de valência. A sua estrutura permite-lhes crescer de forma chamada estrutura de diamante.permite-lhes crescer de forma chamada estrutura de diamante. Gálio é um elemento do grupo 3, enquanto que o arsénio é umGálio é um elemento do grupo 3, enquanto que o arsénio é um elemento do grupo 5. Quando colocados juntos como umelemento do grupo 5. Quando colocados juntos como um composto, GaAs, criam uma estrutura cristalina zincblend.composto, GaAs, criam uma estrutura cristalina zincblend. Tanto na estrutura de diamante como na de zincblend, cadaTanto na estrutura de diamante como na de zincblend, cada átomo partilha os seus electrões de valência com seus quatroátomo partilha os seus electrões de valência com seus quatro átomos vizinhos mais próximos. Essa partilha de electrões é oátomos vizinhos mais próximos. Essa partilha de electrões é o que afinal permite a construção de diodos. Quando as impurezasque afinal permite a construção de diodos. Quando as impurezas dos grupos 3 ou 5 (na maioria dos casos) são adicionadas ao Si,dos grupos 3 ou 5 (na maioria dos casos) são adicionadas ao Si, Ge ou GaAs, altera as propriedades do material, de modo queGe ou GaAs, altera as propriedades do material, de modo que são capazes de formar os materiais tipo-P e tipo-N, quesão capazes de formar os materiais tipo-P e tipo-N, que formarão o diodo.formarão o diodo.
  • 3. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 33 Semicondutores ExtrínsecosSemicondutores Extrínsecos ::Silício dopado:Silício dopado: Semicondutores - ExtrínsecosSemicondutores - Extrínsecos +4+4+4+4 +5+5 +4+4 +4+4+4+4+4+4 +4+4+4+4 Material tipo-NMaterial tipo-NQuando os electrões de valência extra, são introduzidosQuando os electrões de valência extra, são introduzidos num material como o Silício, produz-se um material donum material como o Silício, produz-se um material do tipo-n. Os electrões de valência extra são introduzidos,tipo-n. Os electrões de valência extra são introduzidos, colocando impurezas ou dopantes no silício. Os dopantescolocando impurezas ou dopantes no silício. Os dopantes usados para criar um material de tipo-n são elementos do​​usados para criar um material de tipo-n são elementos do​​ Grupo V. Os dopantes mais utilizados partir do Grupo V sãoGrupo V. Os dopantes mais utilizados partir do Grupo V são ArsénioArsénio,, AntimónioAntimónio ee FósforoFósforo.. O diagrama 2D à direita mostra o electrão extra queO diagrama 2D à direita mostra o electrão extra que estará presente quando um dopante do Grupo V éestará presente quando um dopante do Grupo V é introduzido um material como o silício. Esse electrão extraintroduzido um material como o silício. Esse electrão extra é muito móvel…(livre).é muito móvel…(livre).
  • 4. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 44 Semicondutores ExtrínsecosSemicondutores Extrínsecos ::Silício dopado:Silício dopado: Semicondutores - ExtrínsecosSemicondutores - Extrínsecos Material tipo-PMaterial tipo-P +4+4+4+4 +3+3 +4+4 +4+4+4+4+4+4 +4+4+4+4 Material de tipo-P é produzido quando um dopante que éMaterial de tipo-P é produzido quando um dopante que é introduzido é de Grupo III. Elementos do grupo III têmintroduzido é de Grupo III. Elementos do grupo III têm apenas três electrões de valência e, portanto, há uma faltaapenas três electrões de valência e, portanto, há uma falta de electrões. Isso cria um buraco ou lacuna (h +), ou umade electrões. Isso cria um buraco ou lacuna (h +), ou uma carga positiva, que pode mover-se neste material. Oscarga positiva, que pode mover-se neste material. Os dopantes do Grupo III mais usados, são o​​dopantes do Grupo III mais usados, são o​​ AlumínioAlumínio,, BoroBoro ee GálioGálio.. O diagrama 2D à direita mostra o buraco (ou lacuna),O diagrama 2D à direita mostra o buraco (ou lacuna), que estará presente quando um dopante do Grupo III éque estará presente quando um dopante do Grupo III é introduzido num material como o Silício. Este buraco éintroduzido num material como o Silício. Este buraco é bastante móvel, da mesma forma que o electrão extra ébastante móvel, da mesma forma que o electrão extra é móvel num material do tipo-n.móvel num material do tipo-n.
  • 5. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 55 Cristal.swf Semicondutores ExtrínsecosSemicondutores Extrínsecos ::Germânio dopado com ArsénioGermânio dopado com Arsénio (Tipo-n)(Tipo-n) Semicondutores - ExtrínsecosSemicondutores - Extrínsecos Sb Sb Sb Sb Sb Sb Sb Sb Sb Sb Sb Sb Sb Sb Sb Sb 300ºK300ºK + + + + + + + + + + + + + + + + Electrões livresElectrões livres Átomos de impurezas ionizadosÁtomos de impurezas ionizados Os portadores maioritários de cargaOs portadores maioritários de carga num semicondutornum semicondutor tipo Ntipo N são electrõessão electrões livres.livres.
  • 6. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 66 Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Impurezas grupo IIIImpurezas grupo III 300300oo KK - - - - - - - - - - - - - - - - Lacunas livresLacunas livres Átomos de impurezas ionizadosÁtomos de impurezas ionizados Os portadores maioritários de carga num semicondutor tipoOs portadores maioritários de carga num semicondutor tipo PP são Lacunas. Actuam como portadoressão Lacunas. Actuam como portadores de carga positiva.de carga positiva. Semicondutores -Semicondutores - ExtrínsecoExtrínseco TIPO PTIPO P Num semicondutor extrínseco do tipo N os electrões estão em maioria designando-se por portadores maioritários da corrente eléctrica. As lacunas (que são a ausência de um electrão), por sua vez, estão em minoria e designam-se por portadores minoritários da corrente eléctrica. Num semicondutor extrínseco do tipo P as lacunas estão em maioria designando-se por portadores maioritários da corrente eléctrica. Os electrões, por sua vez, estão em minoria e designam-se por portadores minoritários da corrente eléctrica. Semicondutores ExtrínsecosSemicondutores Extrínsecos : Tipo P: Tipo P
  • 7. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 77 - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + Semicondutor tipo PSemicondutor tipo P Semicondutor tipo NSemicondutor tipo N A junção P-NA junção P-N Ao unir um semicondutor tipo PP com um de tipo NN, aparece uma zona de carga espacial denominada ‘zona de transiçãozona de transição’. Junção P-NJunção P-N: Em equilíbrio: Em equilíbrio
  • 8. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 88 - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + - - - - + + + + + Semicondutor tipo PSemicondutor tipo P Semicondutor tipo NSemicondutor tipo N ++-- Zona de transiçãoZona de transição Quando nenhuma voltagem está aplicada á junção P-N, os electrões do material tipo-N preenchem as lacunas do material tipo-P ao longo da junção entre as camadas, formando uma zona carga espacial. Que actua como uma barreira á passagem dos portadores maioritários de cada zona. O material semicondutor volta ao seu estado isolante original - todas as lacunas estão preenchidas, de modo que não há electrões livres … logo não flui corrente… A junção P-NA junção P-N Tipo PTipo P Tipo NTipo N Zona deZona de CargaCarga espacialespacial Junção P-NJunção P-N: Em equilíbrio: Em equilíbrio - - - - + + +
  • 9. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 99 + + + + ++ + + + + ++ + + + + ++ + + + + ++ + + + + ++ + + + + ++ + + + + ++ + + + + ++ + + + + ++ + + + + ++ - - - - - -- - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - -- - - - - - A junção P-NA junção P-N Junção P-NJunção P-N: Em equilíbrio: Em equilíbrio PP nn Junção MetalúrgicaJunção Metalúrgica Região de CargaRegião de Carga EspacialEspacial Campo –ECampo –E ++++ __ __ Deriva h+Deriva h+ Difusão h+Difusão h+ Difusão -eDifusão -e Deriva -eDeriva -e== == NaNa NdNd AceitadoresAceitadores ionizadosionizados DadoresDadores ionizadosionizados
  • 10. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 1010 P N - - - - - - - - + + + + + + + + Zona de Carga espacial (OU) Zona de Deplexão JunçãoJunção Aceitadores ionizadosAceitadores ionizados DadoresDadores IonizadosIonizados Barreira Potencial (VBarreira Potencial (V00)) Largura da barreira deLargura da barreira de PotencialPotencial A junção P-NA junção P-N Junção P-NJunção P-N: Em equilíbrio: Em equilíbrio
  • 11. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 1111 PP nn - - - - -- - - - - - - - - -- - - - - - - - - -- - - - - - - - - -- - - - - + + + + ++ + + + + + + + + ++ + + + + + + + + ++ + + + + + + + + ++ + + + + NaNa NdNd Junção MetalúrgicaJunção Metalúrgica Região de CargaRegião de Carga EspacialEspacialAceitadoresAceitadores ionizadosionizados DadoresDadores ionizadosionizados E-FieldE-Field ++++ __ __ Deriva h+Deriva h+ Difusão h+Difusão h+ Difusão e-Difusão e- Deriva e-Deriva e-== == A junção P-NA junção P-N Junção P-NJunção P-N: Em equilíbrio: Em equilíbrio Quando nenhuma fonte externaQuando nenhuma fonte externa está ligada á junção p-n emestá ligada á junção p-n em equilíbrio, a difusão e deriva entreequilíbrio, a difusão e deriva entre buracos e electrões compensam-seburacos e electrões compensam-se mutuamente .mutuamente . Região de Carga Espacial: Também chamada de região de deplexão. Esta região englobaTambém chamada de região de deplexão. Esta região engloba o equilíbrio de regiões carregadas positivamente e negativamente. A região de cargao equilíbrio de regiões carregadas positivamente e negativamente. A região de carga espacial não tem nenhuns portadores livres. A largura da região de carga espacial éespacial não tem nenhuns portadores livres. A largura da região de carga espacial é denotado por W na fórmula de junção p-n.denotado por W na fórmula de junção p-n. Junção Metalúrgica:: interface onde se encontram os materiais tipo-p e tipo-n.interface onde se encontram os materiais tipo-p e tipo-n. Na & Nd : Representam a quantidade de dopante positivo e negativo em número deRepresentam a quantidade de dopante positivo e negativo em número de portadores por cmportadores por cm33 . Normalmente, no intervalo de 10. Normalmente, no intervalo de 101515 -10-102020 ..
  • 12. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 1212 DifusãoDifusão Região -Região - NN Região -Região - PP CamadaCamada dede DeplexãoDeplexãoVoltsVolts Diferença deDiferença de potencial na junçãopotencial na junção Electrões livresElectrões livres Ião dador positivoIão dador positivo Ião aceitador negativoIão aceitador negativo + Lacunas ou buracos+ Lacunas ou buracos  Quando materiais semicondutores tipoQuando materiais semicondutores tipo NN e tipoe tipo PP são unidossão unidos pela primeira vez, existe uma densidade gradiente muito grandepela primeira vez, existe uma densidade gradiente muito grande entre os dois lados da junção, de modo algum dos electrõesentre os dois lados da junção, de modo algum dos electrões livres dos átomos das impureza dadoras começam a migrarlivres dos átomos das impureza dadoras começam a migrar através desta junção recentemente formada, para preencher asatravés desta junção recentemente formada, para preencher as lacunas (ausência de electrões) no material de tipo P,lacunas (ausência de electrões) no material de tipo P, produzindo iões negativos.produzindo iões negativos.  Como resultado, a densidade de carga do tipo-Como resultado, a densidade de carga do tipo-PP ao longo da junção é enchida com os iõesao longo da junção é enchida com os iões carregados negativamente aceitadores (carregados negativamente aceitadores (NNAA), e a), e a densidade de carga do tipo N ao longo dadensidade de carga do tipo N ao longo da junção torna-se positiva. Esta transferência dejunção torna-se positiva. Esta transferência de carga dos electrões e lacunas, através da junçãocarga dos electrões e lacunas, através da junção é conhecida comoé conhecida como difusãodifusão  No entanto, porque os electrões se movem através da junção doNo entanto, porque os electrões se movem através da junção do silício tiposilício tipo NN para o silício tipopara o silício tipo PP, eles deixam para trás os iões, eles deixam para trás os iões doadores carregados positivamente (doadores carregados positivamente (NNDD) no lado negativo e) no lado negativo e agora os buracos da impureza receptora migram através daagora os buracos da impureza receptora migram através da junção, na direcção oposta à região em que há um grandejunção, na direcção oposta à região em que há um grande número de electrões livres.número de electrões livres.  Este processo continua em ambos os sentidos até que o número de electrões que atravessou a junção tem uma cargaEste processo continua em ambos os sentidos até que o número de electrões que atravessou a junção tem uma carga eléctrica suficiente para repelir ou prevenir que mais portadores de carga de cruzem a junção. Finalmente, o estadoeléctrica suficiente para repelir ou prevenir que mais portadores de carga de cruzem a junção. Finalmente, o estado de equilíbrio (situação electricamente neutra) irá ocorrer, produzindo uma "de equilíbrio (situação electricamente neutra) irá ocorrer, produzindo uma "barreira de potencialbarreira de potencial" zona em torno da" zona em torno da área de junção, com os átomos doadores a repelirem as lacunas e os átomos aceitadores repelirem os electrões.área de junção, com os átomos doadores a repelirem as lacunas e os átomos aceitadores repelirem os electrões. EstaEsta área em torno da junção é agora chamada de “área em torno da junção é agora chamada de “Camada de deplexãoCamada de deplexão”.”. --++ EE A junção P-NA junção P-N Junção P-NJunção P-N: Em equilíbrio: Em equilíbrio
  • 13. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 1313 Região -Região - NN Região -Região - PP Se a região da camada de depleção tem uma distânciaSe a região da camada de depleção tem uma distância DD, que, por conseguinte, deve penetrar no silício por, que, por conseguinte, deve penetrar no silício por uma distância deuma distância de DpDp para o lado positivo, e umapara o lado positivo, e uma distância dedistância de DnDn para o lado negativo, dando umapara o lado negativo, dando uma relação entre os doisrelação entre os dois Dp.NADp.NA == Dn. NDDn. ND, a fim de manter, a fim de manter a neutralidade de cargas em equilíbrio.a neutralidade de cargas em equilíbrio. EE --++ NNDD DadorDador NNAA AceitadorAceitador DD DDNN DDPP Como o material do tipo N perdeu electrões e o de tipo P perdeu lacunas, o material do tipo N, tornou-Como o material do tipo N perdeu electrões e o de tipo P perdeu lacunas, o material do tipo N, tornou- se positivo no que diz respeito ao de tipo-P. Então, a presença de iões das impurezas em ambos osse positivo no que diz respeito ao de tipo-P. Então, a presença de iões das impurezas em ambos os lados da junção, criam um campo eléctrico entre esta região com o lado de N com uma tensãolados da junção, criam um campo eléctrico entre esta região com o lado de N com uma tensão positiva em relação ao lado P. O problema agora é que as cargas livres precisam de um pouco mais depositiva em relação ao lado P. O problema agora é que as cargas livres precisam de um pouco mais de energia extra, para superarem a barreira de deplexão que existe na região da junção.energia extra, para superarem a barreira de deplexão que existe na região da junção. Este campo elétrico criado pelo processo de difusão criou uma diferença de potencial "built-in "Este campo elétrico criado pelo processo de difusão criou uma diferença de potencial "built-in " através da junção, em circuito aberto (bias zero) de:através da junção, em circuito aberto (bias zero) de:         = 2 . . i AD To n NN lnVEOndeOnde:: EEoo voltagem da junção a “zero bias”.voltagem da junção a “zero bias”. VVTT Voltagem térmica da junção á temperatura ambiente de 26mV.Voltagem térmica da junção á temperatura ambiente de 26mV. NNDD ee NNAA são a concentração de impurezas dopantes.são a concentração de impurezas dopantes. nnii a Concentração intrinseca do semicondutora Concentração intrinseca do semicondutor A junção P-NA junção P-N Junção P-NJunção P-N: Em equilíbrio – Longitude da Junção: Em equilíbrio – Longitude da Junção
  • 14. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 1414 PP nn++__ Campo eléctrico aplicadoCampo eléctrico aplicado ++ __ VVaplicadaaplicada II A junção P-NA junção P-N A junção p-n é considerado polarizada, quando uma voltagem externa é aplicada.A junção p-n é considerado polarizada, quando uma voltagem externa é aplicada. Existem dois tipos de polarização:Existem dois tipos de polarização: Polarização directa,Polarização directa, Polarização inversa.Polarização inversa. Contacto MetalContacto Metal ““Contacto Ohmico”Contacto Ohmico” (Rs~0)(Rs~0) Junção P-NJunção P-N: Polarizada: Polarizada
  • 15. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 1515 - - - - - - - - + + ++ + + + - - - - + + + + ++ - - - - + + + + +PP NN A junção P-NA junção P-N A zona de transição ou de carga espacial torna-se ainda maior. Com polarização inversaA zona de transição ou de carga espacial torna-se ainda maior. Com polarização inversa não há circulação de corrente.não há circulação de corrente. Junção P-NJunção P-N: Polarizada inversamente: Polarizada inversamente Vaplicada < 0:: Sob polarização inversa a região de deplexão alarga-se. Isso faz com que oSob polarização inversa a região de deplexão alarga-se. Isso faz com que o campo eléctrico produzido pelos iões, cancele a tensão de polarização inversa aplicada.campo eléctrico produzido pelos iões, cancele a tensão de polarização inversa aplicada. Uma pequena corrente de fuga, em condições de polarização inversa. Esta corrente éUma pequena corrente de fuga, em condições de polarização inversa. Esta corrente é constituída por pares de electrão-lacuna, que se produzem na região de deplexãoconstituída por pares de electrão-lacuna, que se produzem na região de deplexão também influenciada pela temperatura da junção.também influenciada pela temperatura da junção.
  • 16. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 1616 - - - - - - - - + + ++ + + + - - - - + + + + - - - - + + + + +PP NN ++ A junção P-NA junção P-N A zona de transição torna-se mais pequena. A corrente começa a circular a partir de um certo nível de tensão directa. Junção P-NJunção P-N: Polarizada directamente: Polarizada directamente Vaplicada > 0:: Com polarização directa, a região de deplexão diminui ligeiramente em largura. Com estaCom polarização directa, a região de deplexão diminui ligeiramente em largura. Com esta diminuição, a energia necessária para os portadores de carga atravessarem a região de deplexão,diminuição, a energia necessária para os portadores de carga atravessarem a região de deplexão, diminui exponencialmente. Portanto, à medida que aumenta a tensão aplicada, a corrente começa adiminui exponencialmente. Portanto, à medida que aumenta a tensão aplicada, a corrente começa a fluir através da junção. O potencial de barreira do diodo é a tensão em que a corrente começa a fluirfluir através da junção. O potencial de barreira do diodo é a tensão em que a corrente começa a fluir através do diodo em quantidade apreciável . O potencial de barreira varia para diferentes materiais.​​através do diodo em quantidade apreciável . O potencial de barreira varia para diferentes materiais.​​
  • 17. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 1717 - - - - - - - - + + ++ + + + - - - - + + + + - - - - + + + + + A recombinação electrão-lacuna faz com que a concentração de electrões na zona PP e de lacunas na zona NN diminuam ao aproximarem-se da zona de união. PP NN + Concentração de LacunasConcentração de Lacunas Concentração de electrõesConcentração de electrões A junção P-NA junção P-N Junção P-NJunção P-N: Polarizada directamente: Polarizada directamente
  • 18. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 1919 DiodoDiodo SemicondutorSemicondutorDiodo de junçãoDiodo de junção:: Passagem de bloqueio a ConduçãoPassagem de bloqueio a Condução
  • 19. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 2020 http://content.tutorvista.com/physics_12/content/media/pn_junct_diode.swfhttp://content.tutorvista.com/physics_12/content/media/pn_junct_diode.swf DiodoDiodo SemicondutorSemicondutorDiodo de junçãoDiodo de junção
  • 20. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 2121 Diodo de junçãoDiodo de junção Um diodo é um dos mais simples dispositivos semicondutores, que tem a característica de passagemUm diodo é um dos mais simples dispositivos semicondutores, que tem a característica de passagem de corrente numa única direcção. No entanto, ao contrário de uma resistência, um diodo não sede corrente numa única direcção. No entanto, ao contrário de uma resistência, um diodo não se comporta linearmente com respeito à tensão aplicada. Como o diodo tem uma relaçãocomporta linearmente com respeito à tensão aplicada. Como o diodo tem uma relação I-VI-V exponencialexponencial, o, o seu funcionamento não pode descrito utilizando simplesmente uma equação como aseu funcionamento não pode descrito utilizando simplesmente uma equação como a lei de Ohm.lei de Ohm. Através da aplicação de uma voltagem negativa (Através da aplicação de uma voltagem negativa (polarização inversapolarização inversa) resulta que as cargas livres são) resulta que as cargas livres são puxadas para fora da zona da junção, o que resulta na largura da camada de deplexão a serpuxadas para fora da zona da junção, o que resulta na largura da camada de deplexão a ser aumentada. Isto tem o efeito de aumentar ou diminuir a resistência efectiva da própria junçãoaumentada. Isto tem o efeito de aumentar ou diminuir a resistência efectiva da própria junção permitindo ou bloqueando o fluxo de corrente através do diodo.permitindo ou bloqueando o fluxo de corrente através do diodo. Se uma tensão positiva adequada (Se uma tensão positiva adequada (a polarizaçãoa polarização) é aplicada entre as duas extremidades da junção) é aplicada entre as duas extremidades da junção PN, pode fornecer electrões livres e lacunas com a energia extra que necessitam, para atravessar aPN, pode fornecer electrões livres e lacunas com a energia extra que necessitam, para atravessar a junção, uma vez que a largura da camada de deplexão em torno da junção PN é diminuída.junção, uma vez que a largura da camada de deplexão em torno da junção PN é diminuída. A camada de deplexão aumenta com o aumento da aplicação de uma tensão inversa e diminui com oA camada de deplexão aumenta com o aumento da aplicação de uma tensão inversa e diminui com o aumento da aplicação de uma tensão directa. Isto é devido às diferenças nas propriedades eléctricasaumento da aplicação de uma tensão directa. Isto é devido às diferenças nas propriedades eléctricas dos dois lados da junção PN, resultando das mudanças físicas que ocorrem.dos dois lados da junção PN, resultando das mudanças físicas que ocorrem. DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor
  • 21. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 2222 ÂnodoÂnodo CátodoCátodo EncapsuladoEncapsulado (cristal ou resina sintética)(cristal ou resina sintética) PP NN Marca assinalandoMarca assinalando o cátodoo cátodo Contacto metal-Contacto metal- semiconductorsemiconductor Contacto metal-Contacto metal- semiconductorsemiconductor MaterialMaterial semiconductorsemiconductor DiodoDiodo SemicondutorSemicondutorDiodo de junçãoDiodo de junção ÂnodoÂnodo CátodoCátodo SímboloSímbolo
  • 22. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 2323 Uma tensão positiva adequada (forward bias) aplicada entre as duas extremidades daUma tensão positiva adequada (forward bias) aplicada entre as duas extremidades da junção PN, pode fornecer os electrões livres e lacunas com a energia extra. A tensãojunção PN, pode fornecer os electrões livres e lacunas com a energia extra. A tensão externa necessária para superar esta barreira de potencial que existe agora, é muitoexterna necessária para superar esta barreira de potencial que existe agora, é muito dependente do tipo de material semicondutor utilizado, e a sua temperatura real.dependente do tipo de material semicondutor utilizado, e a sua temperatura real. Tipicamente, á temperatura ambiente, a tensão através da camada de deplexão para oTipicamente, á temperatura ambiente, a tensão através da camada de deplexão para o silício é de cerca de 0,6-0,7 voltssilício é de cerca de 0,6-0,7 volts e parae para o germânio é de cerca de 0,3-0,35 voltso germânio é de cerca de 0,3-0,35 volts. Esta. Esta barreira de potencial existirá sempre, mesmo que o dispositivo não esteja ligado abarreira de potencial existirá sempre, mesmo que o dispositivo não esteja ligado a qualquer fonte de energia externa.qualquer fonte de energia externa. O significado desta barreira de potencial “built-in”, através da junção, é que ela se opõeO significado desta barreira de potencial “built-in”, através da junção, é que ela se opõe tanto o fluxo de lacunas ou buracos, como de electrões, através da junção e é por isso quetanto o fluxo de lacunas ou buracos, como de electrões, através da junção e é por isso que é chamado de “é chamado de “barreira de potencialbarreira de potencial”.”. Na prática, uma junção PN é formada dentro de um cristal único de material, em vez deNa prática, uma junção PN é formada dentro de um cristal único de material, em vez de simplesmente aderir ou fundir duas peças separadas. Os contatos elétricos também sãosimplesmente aderir ou fundir duas peças separadas. Os contatos elétricos também são fundidos em ambos os lados do cristal, para permitir a ligação eléctrica a um circuitofundidos em ambos os lados do cristal, para permitir a ligação eléctrica a um circuito externo. O dispositivo resultante, é chamado umexterno. O dispositivo resultante, é chamado um diodo de junção PNdiodo de junção PN ouou diodo de sinaldiodo de sinal.. DiodoDiodo SemicondutorSemicondutorDiodo de junçãoDiodo de junção: Propriedades - Barreira de potencial: Propriedades - Barreira de potencial
  • 23. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 2424 Diodo de junçãoDiodo de junção:: Sem polarizaçãoSem polarização ((Zero Biased Junction Diode)Zero Biased Junction Diode) Região -Região - NN Região -Região - PP JunçãoJunção PPNN VoltsVoltsIIRR IIFF Potencial “Built-in”Potencial “Built-in” 0,3 – 0,7V0,3 – 0,7V Quando um diodo é ligado numa condição de polarização zero,Quando um diodo é ligado numa condição de polarização zero, nenhuma energia potencial externa é aplicada à junção PN.nenhuma energia potencial externa é aplicada à junção PN. No entanto, se os terminais de diodos são curto-circuitados,No entanto, se os terminais de diodos são curto-circuitados, algumas lacunas(portadores maioritários) no material do tipo Palgumas lacunas(portadores maioritários) no material do tipo P têm a energia suficiente para ultrapassar a barreira detêm a energia suficiente para ultrapassar a barreira de potencial, e irão mover-se através da junção, contra a “barreirapotencial, e irão mover-se através da junção, contra a “barreira de potencial”. Isto é conhecido como o corrente directade potencial”. Isto é conhecido como o corrente directa ""Forward currentForward current" e é referida como I" e é referida como IFF.. Do mesmo modo, as lacunas geradas no material do tipoDo mesmo modo, as lacunas geradas no material do tipo NN (portadores minoritários), através desta situação favorável, movem-(portadores minoritários), através desta situação favorável, movem- se através da junção na direcção oposta. Isto é conhecido como ose através da junção na direcção oposta. Isto é conhecido como o "corrente inversa" ("corrente inversa" (reverse currentreverse current) e é referenciada como I) e é referenciada como IRR. Esta. Esta transferência de electrões e lacunas através da junção PN étransferência de electrões e lacunas através da junção PN é conhecida comoconhecida como difusãodifusão.. DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor
  • 24. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 2525 Região -Região - NN Região -Região - PP JunçãoJunção PPNN Diodo de junçãoDiodo de junção:: Sem polarizaçãoSem polarização (Zero Biased Junction Diode)(Zero Biased Junction Diode) A barreira de potencial que existe agora desencoraja a difusãoA barreira de potencial que existe agora desencoraja a difusão de mais quaisquer portadores maioritários através da junção.de mais quaisquer portadores maioritários através da junção. No entanto, a barreira de potencial ajuda os portadoresNo entanto, a barreira de potencial ajuda os portadores minoritários (poucos electrões livres da região -minoritários (poucos electrões livres da região - PP, e alguns, e alguns buracos da região -buracos da região - NN, à deriva, através da junção., à deriva, através da junção. Os portadores minoritários são constantemente gerados devido à energia térmica, peloOs portadores minoritários são constantemente gerados devido à energia térmica, pelo que, este estado de equilíbrio pode ser quebrado por aumento da temperatura da junçãoque, este estado de equilíbrio pode ser quebrado por aumento da temperatura da junção PN, causando um aumento da geração de portadores minoritários, resultando assim numPN, causando um aumento da geração de portadores minoritários, resultando assim num aumento da corrente de fuga, masaumento da corrente de fuga, mas uma corrente eléctrica não pode fluiruma corrente eléctrica não pode fluir uma vez queuma vez que nenhum circuito está ligado à junção PN.nenhum circuito está ligado à junção PN. Depois, estabelecer-se-á um "equilíbrio" que será estabelecido quando se moverem emDepois, estabelecer-se-á um "equilíbrio" que será estabelecido quando se moverem em direcções opostas, os portadores maioritários em igual número, de modo que odirecções opostas, os portadores maioritários em igual número, de modo que o resultado líquido é corrente zero a fluir no circuito. Quando isto ocorre, a junção é ditaresultado líquido é corrente zero a fluir no circuito. Quando isto ocorre, a junção é dita estar num estado de "estar num estado de "equilíbrio dinâmicoequilíbrio dinâmico".". DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor
  • 25. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 2626 Diodo de junçãoDiodo de junção:: Polarização inversaPolarização inversa (Reverse Biased Junction Diode)(Reverse Biased Junction Diode) Região -Região - NN Região -Região - PP JunçãoJunção PPNN Voltagem de Polarização InversaVoltagem de Polarização Inversa Maior camada de DeplexãoMaior camada de Deplexão O resultado líquido é que a camada de deplexão cresce mais,O resultado líquido é que a camada de deplexão cresce mais, devido a uma falta de electrões e lacunas e apresenta umdevido a uma falta de electrões e lacunas e apresenta um caminho de alta impedância, quase um isolante. O resultado écaminho de alta impedância, quase um isolante. O resultado é criar uma alta barreira de potencial impedindo assim o fluxocriar uma alta barreira de potencial impedindo assim o fluxo de corrente através do material semicondutor.de corrente através do material semicondutor. Quando um diodo é ligado numa condição de polarizaçãoQuando um diodo é ligado numa condição de polarização inversa, uma tensão positiva é aplicada ao material do tipoinversa, uma tensão positiva é aplicada ao material do tipo N, e uma tensão negativa é aplicado ao material de tipo P. AN, e uma tensão negativa é aplicado ao material de tipo P. A voltagem positiva aplicada ao material do tipo N atraivoltagem positiva aplicada ao material do tipo N atrai electrões para o eléctrodo positivo e aumenta a distância aelectrões para o eléctrodo positivo e aumenta a distância a partir da junção, enquanto as lacunas também são atraídaspartir da junção, enquanto as lacunas também são atraídas para eléctrodo negativo da fonte afastando-se assim dapara eléctrodo negativo da fonte afastando-se assim da junção.junção. Esta circunstância dá um valor elevado de resistência à junção PN eEsta circunstância dá um valor elevado de resistência à junção PN e praticamente zero a corrente fluir através do díodo de junção com umpraticamente zero a corrente fluir através do díodo de junção com um aumento na tensão de polarização inversa.aumento na tensão de polarização inversa. DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor
  • 26. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 2727 Voltagem Inversa (Voltagem Inversa (--VRVR)) No entanto, uma pequena corrente de fuga flui através daNo entanto, uma pequena corrente de fuga flui através da junção, e que pode ser medida, na ordem de microamperesjunção, e que pode ser medida, na ordem de microamperes ((µµA). Se a tensão de polarização inversa VR aplicada ao diodoA). Se a tensão de polarização inversa VR aplicada ao diodo for elevada para um valor suficientemente alto, fará a junçãofor elevada para um valor suficientemente alto, fará a junção PN superaquecer e falhar devido aoPN superaquecer e falhar devido ao efeito de avalancheefeito de avalanche emem torno da junção. Isto pode fazer com que o diodo entre emtorno da junção. Isto pode fazer com que o diodo entre em curto-circuito e irá resultar na passagem da corrente máximacurto-circuito e irá resultar na passagem da corrente máxima no circuito.no circuito. Diodo de junçãoDiodo de junção:: Polarização inversaPolarização inversa (Reverse Biased Junction Diode)(Reverse Biased Junction Diode) Região deRegião de PolarizaçãoPolarização InversaInversa --VZVZ Região deRegião de ReverseReverse BreakdownBreakdown Por vezes, estePor vezes, este efeito de avalancheefeito de avalanche temtem aplicações práticas em circuitosaplicações práticas em circuitos estabilizadores de tensão em que umaestabilizadores de tensão em que uma limitadora em série é utilizada com o diodolimitadora em série é utilizada com o diodo a limitar a corrente a um valor máximo pré-a limitar a corrente a um valor máximo pré- estabelecido, e assim, produzir uma saída deestabelecido, e assim, produzir uma saída de tensão fixa através do diodo de rupturatensão fixa através do diodo de ruptura inversa. Estes tipos de diodos sãoinversa. Estes tipos de diodos são comumente conhecidos comocomumente conhecidos como Diodos ZenerDiodos Zener.. Região -Região - NN Região -Região - PP JunçãoJunção PPNN Maior camada de DeplexãoMaior camada de Deplexão Voltagem de Polarização InversaVoltagem de Polarização Inversa DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor
  • 27. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 2828 Diodo de junçãoDiodo de junção:: Polarização directaPolarização directa (Forward Biased Junction Diode)(Forward Biased Junction Diode) Quando um diodo é ligado numa condição de polarizaçãoQuando um diodo é ligado numa condição de polarização directa, uma tensão negativa é aplicada ao material do tipodirecta, uma tensão negativa é aplicada ao material do tipo NN,, e uma tensão positiva é aplicada ao material do tipoe uma tensão positiva é aplicada ao material do tipo PP. Se esta. Se esta tensão externa se tornar maior do que o valor da barreira detensão externa se tornar maior do que o valor da barreira de potencial, aprox. 0,7 volts para o silício e 0,3 V para opotencial, aprox. 0,7 volts para o silício e 0,3 V para o germânio, o potencial da barreira de oposição, será superada egermânio, o potencial da barreira de oposição, será superada e a corrente eléctrica começará a fluir.a corrente eléctrica começará a fluir. Região -Região - NN Região -Região - PP JunçãoJunção PPNN Camada de DeplexãoCamada de Deplexão (muito pequena)(muito pequena) Voltagem de Polarização DirectaVoltagem de Polarização Directa Isto acontece porque a tensão negativa empurra ou repele osIsto acontece porque a tensão negativa empurra ou repele os electrões em direcção à junção, dando-lhes energia para aelectrões em direcção à junção, dando-lhes energia para a atravessar e combinarem-se com as lacunas, que são tambématravessar e combinarem-se com as lacunas, que são também empurradas na direcção da junção, na direcção oposta, pelaempurradas na direcção da junção, na direcção oposta, pela tensão positiva. Isso resulta numa curva de características detensão positiva. Isso resulta numa curva de características de fluxo de corrente zero, até ao ponto de tensão, o chamadofluxo de corrente zero, até ao ponto de tensão, o chamado "joelho" nas curvas estáticas, e em seguida um elevado fluxo"joelho" nas curvas estáticas, e em seguida um elevado fluxo de corrente através do diodo com um pequeno aumento nade corrente através do diodo com um pequeno aumento na tensão externa, a partir de 0,3 – 07 volts.tensão externa, a partir de 0,3 – 07 volts. RR ++ -- IIDD max.max. DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor
  • 28. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 2929 Voltagem de Polarização Directa (Voltagem de Polarização Directa (VVFF voltsvolts)) Corrente DirectaCorrente Directa ((IIFF mAmA)) Diodo de junçãoDiodo de junção:: Polarização directaPolarização directa (Forward Biased Junction Diode)(Forward Biased Junction Diode) Curva característica de um diodo de junção com polarização directaCurva característica de um diodo de junção com polarização directa Região -Região - NN Região -Região - PP JunçãoJunção PPNN Camada de DeplexãoCamada de Deplexão (muito pequena)(muito pequena) Voltagem de Polarização DirectaVoltagem de Polarização Directa A aplicação de uma tensão de polarização directa na junção do diodo, resulta na camada de deplexãoA aplicação de uma tensão de polarização directa na junção do diodo, resulta na camada de deplexão se tornar muito fina e estreita, o que representa um trajecto de baixa impedância através da junção,se tornar muito fina e estreita, o que representa um trajecto de baixa impedância através da junção, permitindo assim altos fluxos de corrente. O ponto em que este aumento súbito da corrente tem lugar,permitindo assim altos fluxos de corrente. O ponto em que este aumento súbito da corrente tem lugar, está representada na curva I-V estática característica, acima do ponto de "joelho".está representada na curva I-V estática característica, acima do ponto de "joelho". JoelhoJoelho Diodo deDiodo de SilícioSilício Região deRegião de PolarizaçãoPolarização DirectaDirecta Uma vez que o diodo pode conduzir corrente "infinita" acima deste ponto “joelho” pois torna-seUma vez que o diodo pode conduzir corrente "infinita" acima deste ponto “joelho” pois torna-se efectivamente um curto-circuito, são usadas, resistências em série com o diodo afim de limitar o seu​​efectivamente um curto-circuito, são usadas, resistências em série com o diodo afim de limitar o seu​​ fluxo de corrente. Ultrapassar o valor de corrente directa máxima especificada, resulta emfluxo de corrente. Ultrapassar o valor de corrente directa máxima especificada, resulta em sobreaquecimento e posterior falha do dispositivo.sobreaquecimento e posterior falha do dispositivo. http://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_3.html DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor
  • 29. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 3030 PPNN Cátodo (K)Cátodo (K) Ânodo (A)Ânodo (A) Sentido convencional da correnteSentido convencional da corrente Diodo de junçãoDiodo de junção:: Propriedades- Símbolo e características I-V estáticasPropriedades- Símbolo e características I-V estáticas -I (µA) Corrente inversaCorrente inversa +I (mA) Corrente DirectaCorrente Directa +V-V Voltagem DirectaVoltagem Directa Voltagem InversaVoltagem Inversa PolarizaçãoPolarização DirectaDirecta PolarizaçãoPolarização InversaInversa 0,7V Silício0,7V Silício 0,3V Germânio0,3V Germânio ““Joelho”Joelho” VoltagemVoltagem inversainversa rupturaruptura Silício -20 mASilício -20 mA Germânio -50 mAGermânio -50 mAZener BreakdownZener Breakdown ou região deou região de avalancheavalanche 1.1. Sem polarização (Zero Bias)Sem polarização (Zero Bias) – Nenhum potencial de voltagem externo é aplicado à junção PN– Nenhum potencial de voltagem externo é aplicado à junção PN. 2.2. Polarização inversa (Reverse Bias)Polarização inversa (Reverse Bias) - O potencial de voltagem negativo (- O potencial de voltagem negativo (--) está ligado ao material do tipo) está ligado ao material do tipo PP e oe o a positivo (a positivo (++) ligado ao material de tipo) ligado ao material de tipo NN do diodo, que tem o efeito de aumentar a largura junção PN.do diodo, que tem o efeito de aumentar a largura junção PN. 3.3. Polarização Directa (Forward Bias)Polarização Directa (Forward Bias) - O potencial de tensão positiva, (- O potencial de tensão positiva, (++) está ligado ao material de tipo) está ligado ao material de tipo PP e oe o negativo (negativo (--) está ligado ao material de tipo) está ligado ao material de tipo NN do diodo, que tem o efeito de diminuir a Largura da junção PN.do diodo, que tem o efeito de diminuir a Largura da junção PN. Existem duas regiões de operação e três possíveis condições "de polarização" para o díodo de junçãoExistem duas regiões de operação e três possíveis condições "de polarização" para o díodo de junção padrão e estes são os seguintes:padrão e estes são os seguintes: DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor
  • 30. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 3131 +I+IDD (mA) -V Voltagem InversaVoltagem Inversa VVDD Diodo de junçãoDiodo de junção:: Propriedades- Símbolo e características I-V estáticasPropriedades- Símbolo e características I-V estáticas -I (µA) IISS Corrente inversaCorrente inversa PolarizaçãoPolarização InversaInversa ““Joelho”Joelho” VVBRBR VoltagemVoltagem inversainversa rupturaruptura Silício -20 mASilício -20 mA Germânio -50 mAGermânio -50 mA Zener Breakdown ouZener Breakdown ou região de avalancheregião de avalanche DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor VVDD = Voltagem aplicada.= Voltagem aplicada. IIDD = Corrente através do diodo.= Corrente através do diodo. IISS = Corrente inversa ou de fuga.= Corrente inversa ou de fuga. VVBRBR = Voltagem de ruptura.= Voltagem de ruptura. VV dd == Voltagem da Barreira Potencial.Voltagem da Barreira Potencial. VV dd 0,7V Silício0,7V Silício 0,3V Germânio0,3V Germânio
  • 31. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 3232 Diodo de junçãoDiodo de junção:: Propriedades- Símbolo e características I-V estáticasPropriedades- Símbolo e características I-V estáticas DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor A curva de transcondutância (IA curva de transcondutância (IDD) no slide anterior caracteriza-se pela seguinte equação:) no slide anterior caracteriza-se pela seguinte equação: IIDD representa a corrente através do diodo,representa a corrente através do diodo, IISS é a corrente inversa ou de fuga, eé a corrente inversa ou de fuga, e VVDD é a tensãoé a tensão de polarização aplicada.de polarização aplicada. VVTT é a tensão térmica equivalente e é cerca de 26 mV á temperatura ambiente. Aé a tensão térmica equivalente e é cerca de 26 mV á temperatura ambiente. A equação para determinar a várias temperaturasequação para determinar a várias temperaturas VVTT é:é: 1)(eII TD VV SD −= η/ q K V T T = k =k = 1.38 x 10-23 J/K T =T = temperatura em Kelvin q =q = 1.6 x 10-19 C ηη é o coeficiente de emissão do diodo. É determinado pela forma e material de que oé o coeficiente de emissão do diodo. É determinado pela forma e material de que o diodo é construído. Pouco varia com a corrente de diodo. Para um diodo de Silício é dediodo é construído. Pouco varia com a corrente de diodo. Para um diodo de Silício é de cerca de 2, e 1 para os de Germânio.cerca de 2, e 1 para os de Germânio.
  • 32. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 3333 Em polarização inversa, a corrente é nula,Em polarização inversa, a corrente é nula, seja qual for o valor da tensão inversaseja qual for o valor da tensão inversa aplicada.aplicada. Em polarização directa, a queda deEm polarização directa, a queda de tensão é nula, seja qual for o valor datensão é nula, seja qual for o valor da corrente.corrente. ÂnodoÂnodo CátodoCátodo IIDD VVDD IIDD VV DD ++ -- curva característicacurva característica Diodo de junçãoDiodo de junção:: Diodo IdealDiodo Ideal DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor VVdd=0,7v=0,7v RRDD=0=0ΩΩ O diodo é projectado para permitir que a corrente flua numa única direcção. O diodoO diodo é projectado para permitir que a corrente flua numa única direcção. O diodo perfeito seria um condutor perfeito numa direção (polarização directa) e um isolanteperfeito seria um condutor perfeito numa direção (polarização directa) e um isolante perfeito na outra direcção (polarização inversa). Em muitas situações, utilizando aperfeito na outra direcção (polarização inversa). Em muitas situações, utilizando a aproximação o diodo ideal é aceitável.aproximação o diodo ideal é aceitável.
  • 33. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 3434 Diodo de junçãoDiodo de junção:: Diodo Ideal – Modelo DCDiodo Ideal – Modelo DC DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor Parte linear da curvaParte linear da curva de transcondutânciade transcondutância VVDD IIDD ∆∆VVDD ∆∆IIDD VVDD++ __ VVdd IIDD RRDD Diodo idealDiodo ideal D D D ΔI ΔV R = Este modelo é o mais preciso . Inclui uma resistência linear de polarização directa, que éEste modelo é o mais preciso . Inclui uma resistência linear de polarização directa, que é calculada a partir do declive da porção linear da curva de transcondutância. No entanto,calculada a partir do declive da porção linear da curva de transcondutância. No entanto, isso geralmente não é necessário, pois o valor deisso geralmente não é necessário, pois o valor de rrdd (resistência directa) é muito constante.(resistência directa) é muito constante. Para diodos de Silício ou Germânio, de baixa potência, é normalmente na gama de 2 a 5Para diodos de Silício ou Germânio, de baixa potência, é normalmente na gama de 2 a 5 ohms, enquanto que para diodos de potência superior têm um valor deohms, enquanto que para diodos de potência superior têm um valor de rrdd mais próximo demais próximo de 1 ohm.1 ohm. QQ
  • 34. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 3535 real (assintótico)real (assintótico) 00 IIDD VVDD VVdd declivedeclive = 1/R= 1/RDD Circuito equivalente assintótico.Circuito equivalente assintótico. Curva característica realCurva característica real Curva característica assintóticaCurva característica assintótica Curva característica idealCurva característica ideal DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor IIDD ⇒⇒ VVDD VVDD ++ __ 0,7V0,7V VVdd IIDD 55ΩΩ RRDD Diodo idealDiodo ideal Diodo de junçãoDiodo de junção:: Diodo Ideal – Modelo DCDiodo Ideal – Modelo DC
  • 35. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 3636 Diodo de junçãoDiodo de junção:: Diodo Ideal – Modelo DC - ExercícioDiodo Ideal – Modelo DC - Exercício DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor ++ __ IIDD RRSS = 50= 50 ΩΩ VVdd ++ RRDD VVDD Exemplo:Exemplo: Suponha que o diodo é um diodo de baixaSuponha que o diodo é um diodo de baixa potência, com um valor de resistência directa (rpotência, com um valor de resistência directa (rDD)) de 5 ohms. O potencial de tensão de barreira éde 5 ohms. O potencial de tensão de barreira é ainda: Vainda: Vdd = 0,3 volts (típica para um díodo de= 0,3 volts (típica para um díodo de germânio) Determinar o valor da corrente Igermânio) Determinar o valor da corrente IDD, se, se a tensão aplicada for Va tensão aplicada for VDD = 5 volts.= 5 volts.  Usando KVL a equação para o circuito éUsando KVL a equação para o circuito é:: IIDD == VVDD- V- Vdd RRSS + r+ rDD VD – IDRS - Vd - IDrD = 0 = = 85.5 mA= 85.5 mA5 – 0.3 50 + 5 SoluçãoSolução
  • 36. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 3737 Diodo de junçãoDiodo de junção:: Diodo Ideal – Modelo DC – O ponto “Diodo Ideal – Modelo DC – O ponto “QQ”” DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor  O ponto “Q” ou ponto de funcionamento no estado de repouso do diodo, ou na ausênciaO ponto “Q” ou ponto de funcionamento no estado de repouso do diodo, ou na ausência de sinal.de sinal.  O ponto “Q” é obtido graficamente e é realmente necessário apenas quando a tensãoO ponto “Q” é obtido graficamente e é realmente necessário apenas quando a tensão aplicada é muito próxima da tensão da barreira de potencial do diodo. O exemplo abaixo,aplicada é muito próxima da tensão da barreira de potencial do diodo. O exemplo abaixo, que continua no próximo slide, mostra como o ponto “Q” é determinado através da curvaque continua no próximo slide, mostra como o ponto “Q” é determinado através da curva da transcondutância e da linha de carga.da transcondutância e da linha de carga. ++ __ IIDD RRSS = 1000= 1000 ΩΩ VVdd ++VVDD=6V=6V  Primeiro, a linha de carga encontra-se por substituição dosPrimeiro, a linha de carga encontra-se por substituição dos diferentes valores de Vdiferentes valores de Vdd na equação da corrente ID o usandona equação da corrente ID o usando modelo de diodo ideal com o da barreira de potencial. Com Rmodelo de diodo ideal com o da barreira de potencial. Com RSS com o valor de 1000com o valor de 1000ΩΩ, o valor de r, o valor de rDD não tem muito impactonão tem muito impacto sobre os resultados.sobre os resultados. IIDD == VVDD - V- Vdd RRSS  Usando valores de VUsando valores de Vdd de 0 volts e 1,4 volts, obtemos osde 0 volts e 1,4 volts, obtemos os valores de Ivalores de IDD de 6 mA e 4,6 mA, respectivamente. Emde 6 mA e 4,6 mA, respectivamente. Em seguida, vamos desenhar a linha que liga estes dois pontosseguida, vamos desenhar a linha que liga estes dois pontos no gráfico com a curva de transcondutância. Esta linha é ano gráfico com a curva de transcondutância. Esta linha é a linha de carga.linha de carga.
  • 37. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 3838 Diodo de junçãoDiodo de junção:: Diodo Ideal – Modelo DC – O ponto “Diodo Ideal – Modelo DC – O ponto “QQ”” DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor IIDD(mA)(mA) VVDD ((voltsvolts)) 22 44 66 88 1010 1212 0.20.2 0.40.4 0.60.6 0.80.8 1.01.0 1.21.2 1.41.4 4.64.6 0.70.7 5.35.3 Ponto “Q” :Ponto “Q” : A intersecção da linha de cargaA intersecção da linha de carga e a curva da transcondutância.e a curva da transcondutância.  A curva de transcondutância é de um díodo de silício. O ponto “Q”, neste exemplo, estáA curva de transcondutância é de um díodo de silício. O ponto “Q”, neste exemplo, está localizado a 0,7 V e 5,3 mA.localizado a 0,7 V e 5,3 mA. DQ DQ D I V R =
  • 38. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 3939 p n ÂnodoÂnodo CátodoCátodo A K Símbolo IISS = Corrente inversa de fuga.= Corrente inversa de fuga. K = Cte. BoltzmanK = Cte. Boltzman VVDD = Tensão aplicada ao diodo= Tensão aplicada ao diodo q = carga do electrãoq = carga do electrão T = temperatura (ºK)T = temperatura (ºK) IIDD = Corrente do diodo= Corrente do diodo SilícioSilício GermânioGermânio         −⋅= ⋅ ⋅ 1eII TK qV SD D V [Volt.]V [Volt.] 00 11 0.250.25-0.25-0.25 i [mA]i [mA] 0.50.5 GeGe SiSi DiodoDiodo SemicondutorSemicondutorDiodo de junçãoDiodo de junção:: Propriedades- Símbolo e características I-V estáticasPropriedades- Símbolo e características I-V estáticas 1)(eII TD VV SD −= η/
  • 39. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 4040 V [Volt.] 0 1 0.25-0.25 i [mA] 0.5 Ge Si 0 1-4 30 i [mA] V [Volt.] Ge Si -0.8 -0.5 0 i [µA] V [Volt.] -10 -0.5 0 i [pA] V [Volt.] Ge Si Ge:Ge: melhor em conduçãomelhor em condução Si:Si: melhor em bloqueiomelhor em bloqueio Diodo de junçãoDiodo de junção:: funcionamentofuncionamento – Resposta– Resposta ConduçãoCondução BloqueioBloqueio DiodoDiodo SemicondutorSemicondutor
  • 40. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 4141 DiodoDiodo SemicondutorSemicondutorDiodo de junçãoDiodo de junção:: Propriedades- Resistência dinâmica rPropriedades- Resistência dinâmica rdd VVDD ++ __ VVdd iiDD rrdd Diodo idealDiodo ideal  A resistência dinâmica do diodo é matematicamenteA resistência dinâmica do diodo é matematicamente determinada como o inverso do declive da curva dedeterminada como o inverso do declive da curva de transcondutância. Portanto, a equação para a resistênciatranscondutância. Portanto, a equação para a resistência dinâmica é:dinâmica é: D T d i V r η =  A resistência dinâmica é usada para determinar a queda de tensão através do diodo na situaçãoA resistência dinâmica é usada para determinar a queda de tensão através do diodo na situação em que uma fonte de tensão é o fornece um sinal sinusoidal, sobre uma polarização DC.em que uma fonte de tensão é o fornece um sinal sinusoidal, sobre uma polarização DC. IIDD (mA)(mA) 2020 1.81.8 1.61.6 1.41.4 1.21.2 1.01.0 0.80.8 0.60.6 0.40.4 0.20.2 00 0.550.55 0.600.60 0.650.65 0.700.70 0.750.75 0.800.80 VVDD (V)(V) Ponto “Q”Ponto “Q” Tangente “Q”Tangente “Q” iid(t)d(t) IIDD tt tt  A componente AC da tensão do diodo é encontradaA componente AC da tensão do diodo é encontrada utilizando a seguinte equação:utilizando a seguinte equação: dS d acrd rR r VV + =dr 1 D =  A queda de tensão através do diodo é umaA queda de tensão através do diodo é uma combinação dos componentes de corrente AC ecombinação dos componentes de corrente AC e de corrente DC e é igual a:de corrente DC e é igual a:vvd(t)d(t) drdD VVV +=
  • 41. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 4242 DiodoDiodo SemicondutorSemicondutorDiodo de junçãoDiodo de junção:: Propriedades- Resistência dinâmica rPropriedades- Resistência dinâmica rdd - Exercício- Exercício  Exemplo:Exemplo: Usando o mesmo circuito utilizado, como exemplo, para o cálculo do ponto Q,Usando o mesmo circuito utilizado, como exemplo, para o cálculo do ponto Q, mas alterando a fonte de tensão, que por isso passa a ter uma componente AC. A fontemas alterando a fonte de tensão, que por isso passa a ter uma componente AC. A fonte de tensão é agora, Vin = 6 + sin (de tensão é agora, Vin = 6 + sin (ωωt) Volts. É um díodo de silício, de modo que o potencialt) Volts. É um díodo de silício, de modo que o potencial de tensão de barreira (Vde tensão de barreira (Vdd) ainda é de 0,7 volts.) ainda é de 0,7 volts. VVDD=6=6 VV + sin (+ sin (ωωt)t) VV ++ IIDD RRSS = 1000= 1000 ΩΩ VVdd ++ vvinin  A componente DC do circuito é o mesmo do exemploA componente DC do circuito é o mesmo do exemplo anterior e, por conseguinteanterior e, por conseguinte 6V – 0.7 V6V – 0.7 V = 5.3 mA= 5.3 mA 10001000 rrdd == ηηVVTT == 1 x26 mV1 x26 mV IIDD 5.3 mA5.3 mA = 4.9= 4.9   ηη = 1 é uma boa aproximação se a corrente DC é maior= 1 é uma boa aproximação se a corrente DC é maior do que 1 mA, como é o caso neste exemplo.do que 1 mA, como é o caso neste exemplo. vvacac xx rrdd rrdd + R+ RSS vvrdrd == == 4.94.9  4.94.9  + 1000+ 1000  sin(sin(ωωt) Vt) V = 4.88= 4.88 sin(sin(ωωt) mVt) mV A queda de tensão total no diodo será:A queda de tensão total no diodo será: VVDD == 700 + 4.9 sin (700 + 4.9 sin (ωωt) mVt) mVVVDD = V= Vdd + V+ Vrdrd →→
  • 42. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 4343 DiodoDiodo SemicondutorSemicondutorDiodo de junçãoDiodo de junção:: Propriedades- Resistência dinâmica rPropriedades- Resistência dinâmica rdd D D D ΔI ΔV R = Alternativamente:Alternativamente:
  • 43. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 4444 Diodo de SinalDiodo de Sinal O diodo de sinal, que às vezes também é conhecido, por Diodo de Vidro, é fisicamenteO diodo de sinal, que às vezes também é conhecido, por Diodo de Vidro, é fisicamente muito pequeno em tamanho, em comparação com seus primos, os diodos rectificadores oumuito pequeno em tamanho, em comparação com seus primos, os diodos rectificadores ou de potência.de potência. O diodo semicondutor de sinal, é um pequeno dispositivo semicondutor não-linear,O diodo semicondutor de sinal, é um pequeno dispositivo semicondutor não-linear, geralmente utilizado em circuitos electrónicos, onde pequenas correntes ou altasgeralmente utilizado em circuitos electrónicos, onde pequenas correntes ou altas frequências estão envolvidas, como em rádio, televisão e circuitos lógicos digitais.frequências estão envolvidas, como em rádio, televisão e circuitos lógicos digitais. Geralmente, o diodo de sinal, é encapsulado em vidro para proteger a junção PN, e têmGeralmente, o diodo de sinal, é encapsulado em vidro para proteger a junção PN, e têm geralmente uma marca a preto ou vermelho numa das extremidades do corpo, para ajudargeralmente uma marca a preto ou vermelho numa das extremidades do corpo, para ajudar a identificar o terminal de cátodo. O mais utilizado de todos os diodos de vidro sinal é oa identificar o terminal de cátodo. O mais utilizado de todos os diodos de vidro sinal é o bem comum 1N4148 e seu equivalente 1N914.bem comum 1N4148 e seu equivalente 1N914. As características do diodo de sinal são diferentes para os dois tipos de silício e germânio, eAs características do diodo de sinal são diferentes para os dois tipos de silício e germânio, e são dadas por:são dadas por: 1.1.Germânio - diodos de sinalGermânio - diodos de sinal - Estes têm um valor de resistência inversa baixo, dando uma queda de- Estes têm um valor de resistência inversa baixo, dando uma queda de tensão menor através da junção, tipicamente detensão menor através da junção, tipicamente de 0,2-0.3V0,2-0.3V, mas têm um valor de resistência directa, mas têm um valor de resistência directa mais elevado, devido à sua pequena área de junção.mais elevado, devido à sua pequena área de junção. 2.2.Silício - diodos de sinalSilício - diodos de sinal - Estes têm um valor muito alto de resistência inversa e dão uma queda- Estes têm um valor muito alto de resistência inversa e dão uma queda tensão directa de cerca detensão directa de cerca de 0,6 volt-0.7V0,6 volt-0.7V através da junção. Eles têm valores bastante baixos deatravés da junção. Eles têm valores bastante baixos de resistência directa, dando-lhes altos valores de picos de tensão e corrente directa e inversa.resistência directa, dando-lhes altos valores de picos de tensão e corrente directa e inversa.
  • 44. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 4545  Curva I-VCurva I-V No entanto, sabemos que se se conectar a fonteNo entanto, sabemos que se se conectar a fonte de energia externa em polaridade inversa, o diodode energia externa em polaridade inversa, o diodo bloqueia qualquer corrente de fluir através dele, ebloqueia qualquer corrente de fluir através dele, e age como um interruptor aberto.age como um interruptor aberto. A seta aponta para a direcção do fluxo convencional da correnteA seta aponta para a direcção do fluxo convencional da corrente ll,, através do diodo, o que significa que o diodo apenas conduziráatravés do diodo, o que significa que o diodo apenas conduzirá quando alimentação positiva está ligada ao ânodo (quando alimentação positiva está ligada ao ânodo (aa) e uma) e uma alimentação negativa está ligada ao terminal do cátodo (alimentação negativa está ligada ao terminal do cátodo (kk),), permitindo apenas que a corrente possa fluir através dele numapermitindo apenas que a corrente possa fluir através dele numa única direcção (Condição polarizado).única direcção (Condição polarizado). Diodo de SinalDiodo de Sinal
  • 45. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 4646 ParâmetrosParâmetros 1.1. Máxima corrente directa (Maximum Forward Current)Máxima corrente directa (Maximum Forward Current) ((IIF(maxF(max))) como o seu nome indica é a corrente máxima permitida a fluir através do) como o seu nome indica é a corrente máxima permitida a fluir através do dispositivo. Quando o diodo está a conduzir na condição de polarização directa, tem umadispositivo. Quando o diodo está a conduzir na condição de polarização directa, tem uma resistência "ON“, muito pequena através da junção PN, mas, ainda assim, há energiaresistência "ON“, muito pequena através da junção PN, mas, ainda assim, há energia dissipada através desta junção (Lei de Ohm), sob a forma de calor.dissipada através desta junção (Lei de Ohm), sob a forma de calor. Por exemplo, o pequeno diodo de sinal 1N4148 tem uma classificação de correntePor exemplo, o pequeno diodo de sinal 1N4148 tem uma classificação de corrente máxima de cerca de 150 mA com uma dissipação de 500mW de potência a 25máxima de cerca de 150 mA com uma dissipação de 500mW de potência a 25oo C. EmC. Em geral, devem ser usadas resistências em série com o díodo para limitar a corrente parageral, devem ser usadas resistências em série com o díodo para limitar a corrente para valores abaixo de (valores abaixo de (IIF(maxF(max))) .) .  Então, excedendo o seu valor (Então, excedendo o seu valor (IIF(maxF(max))) fará com que mais calor seja gerado através da) fará com que mais calor seja gerado através da junção e o diodo falhará devido a sobrecarga térmica, geralmente com consequênciasjunção e o diodo falhará devido a sobrecarga térmica, geralmente com consequências destrutivas. Quando estiver operando diodos em torno de seus valores máximos, é sempredestrutivas. Quando estiver operando diodos em torno de seus valores máximos, é sempre melhor proporcionar resfriamento adicional para dissipar o calor produzido pelo diodo.melhor proporcionar resfriamento adicional para dissipar o calor produzido pelo diodo. Diodo de SinalDiodo de Sinal
  • 46. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 4747 ParâmetrosParâmetros 2.2. Voltagem de pico inverso (Peak Inverse VoltageVoltagem de pico inverso (Peak Inverse Voltage)) ((PIVPIV) ou) ou Maximum Reverse VoltageMaximum Reverse Voltage ((VVR(maxR(max))), é a tensão de operação inversa máxima permitida, que), é a tensão de operação inversa máxima permitida, que pode ser aplicada através do diodo, sem ocorrer ruptura ou danos no dispositivo. Esta classificação, épode ser aplicada através do diodo, sem ocorrer ruptura ou danos no dispositivo. Esta classificação, é geralmente menor do que a "avalanche de ruptura“, nível na curva característica de polarizaçãogeralmente menor do que a "avalanche de ruptura“, nível na curva característica de polarização inversa.inversa. O pico de tensão inversa é um parâmetro importante, e é usada principalmente para diodosO pico de tensão inversa é um parâmetro importante, e é usada principalmente para diodos rectificadores nos circuitos de corrente alternada, tendo em referência à amplitude da tensão da ondarectificadores nos circuitos de corrente alternada, tendo em referência à amplitude da tensão da onda sinusoidal que altera de valores positivos para valores negativos em cada ciclo.sinusoidal que altera de valores positivos para valores negativos em cada ciclo. Os valores típicos deOs valores típicos de VVR(max)R(max) abrangem uma gama que vai de alguns volts a milhares de volts, e deveabrangem uma gama que vai de alguns volts a milhares de volts, e deve ser considerado quando se for substituir um diodo.ser considerado quando se for substituir um diodo. 3.3. Dissipação Total de Potência (Total Power DissipationDissipação Total de Potência (Total Power Dissipation)) Os Diodos de sinal tem uma classificação na dissipação total de potência, (Os Diodos de sinal tem uma classificação na dissipação total de potência, (PPD(max)D(max))).. Esta é a dissipaçãoEsta é a dissipação de potência máxima possível do diodo quando é polarizado directamente (condutor). Quando ade potência máxima possível do diodo quando é polarizado directamente (condutor). Quando a corrente flui através do diodo de sinal, a polarização da junção PN não é perfeita, e oferece algumacorrente flui através do diodo de sinal, a polarização da junção PN não é perfeita, e oferece alguma resistência ao fluxo de corrente, resultando em potência dissipada (perdida) no diodo sob a forma deresistência ao fluxo de corrente, resultando em potência dissipada (perdida) no diodo sob a forma de calor.calor. Como os diodos de Sinal são Dispositivos não-lineares e a resistência da Junção PN não é constante, éComo os diodos de Sinal são Dispositivos não-lineares e a resistência da Junção PN não é constante, é uma propriedade dinâmica, pelo que não podemos usar a lei de Ohm. Para calcularmos a potênciauma propriedade dinâmica, pelo que não podemos usar a lei de Ohm. Para calcularmos a potência dissipada temos que multiplicar a queda de tensão, pela corrente:dissipada temos que multiplicar a queda de tensão, pela corrente: PD = VPD = VxxII Diodo de SinalDiodo de Sinal
  • 47. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 4848 4.4. Máxima temperatura de funcionamento (Máxima temperatura de funcionamento (Maximum Operating TemperatureMaximum Operating Temperature)) A temperatura máxima de funcionamento, na verdade se relaciona com a temperatura daA temperatura máxima de funcionamento, na verdade se relaciona com a temperatura da junção (junção (TTJJ) do diodo e está relacionada com a dissipação de potência máxima. Trata-se da) do diodo e está relacionada com a dissipação de potência máxima. Trata-se da temperatura máxima permissível antes que a estrutura do diodo se deteriore e é expressotemperatura máxima permissível antes que a estrutura do diodo se deteriore e é expresso em unidades de graus centígrados, por Watt (em unidades de graus centígrados, por Watt (OO C / WC / W).). Este valor está relacionado intimamente com a corrente máxima directa do dispositivo, deEste valor está relacionado intimamente com a corrente máxima directa do dispositivo, de modo a que até este valor de temperatura a junção funciona. No entanto, a correntemodo a que até este valor de temperatura a junção funciona. No entanto, a corrente máxima directa, também dependerá da temperatura ambiente em que o dispositivo está amáxima directa, também dependerá da temperatura ambiente em que o dispositivo está a funcionar, de modo que o máximo de corrente directa é geralmente citado por dois ou maisfuncionar, de modo que o máximo de corrente directa é geralmente citado por dois ou mais valores de temperatura ambiente, como a 25 ° C ou 70 ° C.valores de temperatura ambiente, como a 25 ° C ou 70 ° C. Portanto, há três parâmetros principais que devem ser considerados a quando dumaPortanto, há três parâmetros principais que devem ser considerados a quando duma selecção ou substituição de um diodo de sinal. E estes são:selecção ou substituição de um diodo de sinal. E estes são: Pico de tensão inversaPico de tensão inversa Máxima corrente directa.Máxima corrente directa. Dissipação total de potênciaDissipação total de potência ParâmetrosParâmetros Diodo de SinalDiodo de Sinal
  • 48. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 4949 VVRR == 1000V1000V Tensão inversa máximaTensão inversa máxima IIOMAX (AV)OMAX (AV)== 1A1A Corrente directa máximaCorrente directa máxima VVFF == 1V1V Queda de Tensão directaQueda de Tensão directa IIRR == 50 nA50 nA Corrente inversaCorrente inversa VVRR == 100V100V Tensão inversa máximaTensão inversa máxima IIOMAX (AV)OMAX (AV)== 150mA150mA Corrente directa máximaCorrente directa máxima VVFF == 1V1V Queda de Tensão directaQueda de Tensão directa IIRR == 25 nA25 nA Corrente inversaCorrente inversa VVDD ID IISS VVRR ParâmetrosParâmetros: Fornecidos pelos fabricantes: Fornecidos pelos fabricantes Diodo de SinalDiodo de Sinal IIOmaxOmax Sugiro o uso de um motor de busca paraSugiro o uso de um motor de busca para obter a ficha de dados para um diodoobter a ficha de dados para um diodo (1N4007 por exemplo). Geralmente(1N4007 por exemplo). Geralmente aparecem vários fabricantes para o mesmoaparecem vários fabricantes para o mesmo componente.componente. NOTA:NOTA:
  • 49. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 5050 Matrizes de diodosMatrizes de diodos (Signal Diode Arrays)(Signal Diode Arrays) Geralmente consistem de diodos de baixa capacitância deGeralmente consistem de diodos de baixa capacitância de silício e de alta velocidade, tais como o 1N4148 ligados entresilício e de alta velocidade, tais como o 1N4148 ligados entre si em vários pacotes, chamados de matrizes, para utilizaçãosi em vários pacotes, chamados de matrizes, para utilização na comutação e limitação em circuitos digitais. Eles sãona comutação e limitação em circuitos digitais. Eles são empacotados em linha simples (SIP), que contêm quatro ouempacotados em linha simples (SIP), que contêm quatro ou mais diodos ligados internamente para dar uma configuraçãomais diodos ligados internamente para dar uma configuração quer de uma matriz individual isolada, cátodo comum, (CC),quer de uma matriz individual isolada, cátodo comum, (CC), ou de um ânodo comum (AC)…ou de um ânodo comum (AC)… Quando o espaço é limitado, ou são necessários pares de diodos deQuando o espaço é limitado, ou são necessários pares de diodos de comutação de sinal, as matrizes de diodos podem ser muito úteis.comutação de sinal, as matrizes de diodos podem ser muito úteis. AS Matrizes de diodos de sinal também podem ser usadasAS Matrizes de diodos de sinal também podem ser usadas em circuitos de computadores digitais, para proteger asem circuitos de computadores digitais, para proteger as linhas de dados de alta velocidade ou outras portas delinhas de dados de alta velocidade ou outras portas de entrada / saída paralelas, contra descargasentrada / saída paralelas, contra descargas electroestáticas, (EDS) e transitórios de tensão.electroestáticas, (EDS) e transitórios de tensão. Diodo de SinalDiodo de Sinal
  • 50. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 5151 Ao ligar dois diodos em série entre as linhas de alimentação , com a linhaAo ligar dois diodos em série entre as linhas de alimentação , com a linha de fornecimento de dados, conectando a sua junção, como mostrado, osde fornecimento de dados, conectando a sua junção, como mostrado, os transientes indesejáveis são dissipados e como os diodos de sinal estão​​transientes indesejáveis são dissipados e como os diodos de sinal estão​​ disponíveis em matrizes de 8, eles podem proteger oito linhas de dadosdisponíveis em matrizes de 8, eles podem proteger oito linhas de dados com um único pacote (chip).com um único pacote (chip). Sabemos que a queda de voltagem através de um diodo de silício é de cerca de 0,7 V e por ligar entreSabemos que a queda de voltagem através de um diodo de silício é de cerca de 0,7 V e por ligar entre si, um certo número de diodos em série, a queda de tensão total será a soma das quedas de tensãosi, um certo número de diodos em série, a queda de tensão total será a soma das quedas de tensão individuais de cada diodo. No entanto, quando os diodos de sinal estão ligados conjuntamente emindividuais de cada diodo. No entanto, quando os diodos de sinal estão ligados conjuntamente em série, a corrente irá ser a mesma em ambos os diodos de modo que a corrente máxima directa nãosérie, a corrente irá ser a mesma em ambos os diodos de modo que a corrente máxima directa não deverá ser excedida.deverá ser excedida. Diodos de sinal, ligados em sérieDiodos de sinal, ligados em série Outra aplicação para o pequeno diodo de sinal é o de criar uma fonte deOutra aplicação para o pequeno diodo de sinal é o de criar uma fonte de tensão regulada. Diodos são ligados juntos em série, para proporcionartensão regulada. Diodos são ligados juntos em série, para proporcionar uma tensão contínua constante em toda a combinação de diodos. Auma tensão contínua constante em toda a combinação de diodos. A voltagem de saída através dos diodos permanece constante, apesar dasvoltagem de saída através dos diodos permanece constante, apesar das alterações na corrente de carga tirada da combinação em série oualterações na corrente de carga tirada da combinação em série ou qualquer alteração da tensão da fonte de energia DC que os alimenta.qualquer alteração da tensão da fonte de energia DC que os alimenta. Matrizes de diodosMatrizes de diodos (Signal Diode Arrays)(Signal Diode Arrays) Diodo de SinalDiodo de Sinal
  • 51. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 5252 Diodos de protecção roda-livreDiodos de protecção roda-livre (Freewheel Diodes)(Freewheel Diodes) Os Diodos de sinal também podem ser usados numa variedadeOs Diodos de sinal também podem ser usados numa variedade de circuitos de limitação, de protecção, demoduladores, etc.,de circuitos de limitação, de protecção, demoduladores, etc., mas o mais comum é o circuito de protecção, que utiliza ummas o mais comum é o circuito de protecção, que utiliza um diodo ligado em paralelo com uma bobina ou de carga indutiva,diodo ligado em paralelo com uma bobina ou de carga indutiva, para evitar danos ao circuito de comutação, por amortizaçãopara evitar danos ao circuito de comutação, por amortização dos picos de tensão e / ou transientes que são gerados quandodos picos de tensão e / ou transientes que são gerados quando as cargas indutivas vão subitamente a "OFF".as cargas indutivas vão subitamente a "OFF". Os dispositivos semicondutores de potência modernos, de comutação rápida, requerem diodos paraOs dispositivos semicondutores de potência modernos, de comutação rápida, requerem diodos para protegê-los das cargas indutivas, tais como bobines do motor ou enrolamentos de relés. Toda a vezprotegê-los das cargas indutivas, tais como bobines do motor ou enrolamentos de relés. Toda a vez que o dispositivo de comutação acima for desligado para “OFF", o efeito de contra reacção dasque o dispositivo de comutação acima for desligado para “OFF", o efeito de contra reacção das bobines, provoca um inversão de polaridade no diodo, que conduzindo, protege o dispositivo.bobines, provoca um inversão de polaridade no diodo, que conduzindo, protege o dispositivo. Anteriormente, a velocidade de funcionamento dos dispositivos semicondutores de comutação,Anteriormente, a velocidade de funcionamento dos dispositivos semicondutores de comutação, transistor MOSFET, IGBT ou outro digital, era prejudicada pela adição de um diodo de protecção entretransistor MOSFET, IGBT ou outro digital, era prejudicada pela adição de um diodo de protecção entre a carga indutiva, tendo sido usados em sua substituição, nalgumas aplicações, diodos Schottky oua carga indutiva, tendo sido usados em sua substituição, nalgumas aplicações, diodos Schottky ou Zener. Mas, durante os últimos anos, no entanto, os diodos de protecção (Freewheel )recuperaramZener. Mas, durante os últimos anos, no entanto, os diodos de protecção (Freewheel )recuperaram importância, devido principalmente às suas melhores características de recuperação inversa e ao usoimportância, devido principalmente às suas melhores características de recuperação inversa e ao uso de materiais semicondutores super rápidos, capazes de operar em frequências de comutação muitode materiais semicondutores super rápidos, capazes de operar em frequências de comutação muito elevadas.elevadas. Diodo de ProtecçãoDiodo de Protecção
  • 52. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 5353 O diodo de sinal só vai conduzir a corrente em uma direcção. Do seu ânodo para o cátodo (polarizaçãoO diodo de sinal só vai conduzir a corrente em uma direcção. Do seu ânodo para o cátodo (polarização directa), mas não no sentido inverso. A aplicação amplamente utilizado desta característica é adirecta), mas não no sentido inverso. A aplicação amplamente utilizado desta característica é a conversão de uma tensão alternada (AC) para uma tensão contínua (DC). Em outras palavras, aconversão de uma tensão alternada (AC) para uma tensão contínua (DC). Em outras palavras, a rectificaçãorectificação.. Os pequenos diodos de sinal também podem ser usados como retificadores, em retificadores ouOs pequenos diodos de sinal também podem ser usados como retificadores, em retificadores ou aplicações de baixa potência, (menos de 1 amp), mas quando maiores correntes e superiores tensõesaplicações de baixa potência, (menos de 1 amp), mas quando maiores correntes e superiores tensões de bloqueio de polarização inversa estão envolvidas, a junção PN de um pequeno diodo de sinalde bloqueio de polarização inversa estão envolvidas, a junção PN de um pequeno diodo de sinal acabaria por superaquecer e derreter, pelo que serão usados diodos de potência, maiores e maisacabaria por superaquecer e derreter, pelo que serão usados diodos de potência, maiores e mais robusto para essa função.robusto para essa função. RectificadoresRectificadores (Power Diodes as Rectifiers)(Power Diodes as Rectifiers) Diodos de potência são projectados para ter uma resistência, quando polarizados directamente, naDiodos de potência são projectados para ter uma resistência, quando polarizados directamente, na ordem de fracções de um Ohm, sendo com polarização inversa, na ordem dos megaohms. Algunsordem de fracções de um Ohm, sendo com polarização inversa, na ordem dos megaohms. Alguns diodos rectificadores de potência de elevado valor, são projectados para serem “montados" emdiodos rectificadores de potência de elevado valor, são projectados para serem “montados" em dissipadores de calor reduzindo a sua resistência térmica de entre 0,1 a 1dissipadores de calor reduzindo a sua resistência térmica de entre 0,1 a 1oo C/Watt.C/Watt. Os Diodos de potência fornecem uma rectificação não controlada de tensão, e são usados em​​Os Diodos de potência fornecem uma rectificação não controlada de tensão, e são usados em​​ aplicações: como a carregadores de baterias, fontes de alimentação DC, bem como conversores eaplicações: como a carregadores de baterias, fontes de alimentação DC, bem como conversores e inversores de AC.inversores de AC. Apesar das suas características de elevado nível de corrente e tensão, também podem ser utilizadosApesar das suas características de elevado nível de corrente e tensão, também podem ser utilizados como diodos de protecção (free wheel) e redes de amortecimento (snubbers).como diodos de protecção (free wheel) e redes de amortecimento (snubbers). Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 53. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 5454 Conclusões:Conclusões: Aplicando tensão inversa não há condução de corrente.Aplicando tensão inversa não há condução de corrente. Ao aplicar tensão directa na junção, é possível a circulação de correnteAo aplicar tensão directa na junção, é possível a circulação de corrente eléctrica.eléctrica. PP NN DIODO SEMICONDUCTORDIODO SEMICONDUCTOR A junção P-NA junção P-N Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor
  • 54. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 5555 1N40071N4007 (Si)(Si) 1N41481N4148 (Si)(Si) DO 201DO 201 DO 204DO 204 BYT16P-300ABYT16P-300A (Si)(Si)+∼ ∼ HSMS2827 (Schottky Si) ∼∼+ - B380 C3700B380 C3700 (Si)(Si) B380 C1500B380 C1500 (Si)(Si) RectificadoresRectificadores (Power Diodes as Rectifiers)(Power Diodes as Rectifiers) EncapsuladosEncapsulados Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 55. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 5656 RectificadoresRectificadores (Power Diodes as Rectifiers)(Power Diodes as Rectifiers) DO 35DO 35 DO 41DO 41 DO 15DO 15 DO 201DO 201 Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 56. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 5757 RectificadoresRectificadores (Power Diodes as Rectifiers)(Power Diodes as Rectifiers) B 44B 44 DO 5DO 5 Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 57. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 5858 Pontes RectificadorasPontes Rectificadoras Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 58. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 5959 Diodos de PotênciaDiodos de Potência: Rectificadores: Rectificadores (Power Diodes as Rectifiers)(Power Diodes as Rectifiers) Se uma tensão alternada é aplicada através de um diodo de potência, durante a metade positiva doSe uma tensão alternada é aplicada através de um diodo de potência, durante a metade positiva do ciclo, o diodo vai conduzir a corrente e durante a metade negativa do ciclo, o diodo não irá conduzir,ciclo, o diodo vai conduzir a corrente e durante a metade negativa do ciclo, o diodo não irá conduzir, fazendo bloqueio do fluxo de corrente. A corrente através do diodo, só ocorre durante o semiciclofazendo bloqueio do fluxo de corrente. A corrente através do diodo, só ocorre durante o semiciclo positivo, da tensão aplicada, sendo a corrente num único sentido, é isto unidirecional ou DC, comopositivo, da tensão aplicada, sendo a corrente num único sentido, é isto unidirecional ou DC, como mostrado, (mostrado, (pulsante DC neste casopulsante DC neste caso).). Os Diodos rectificadores de alimentação podem ser usados individualmente ou ligados entre si, para​​Os Diodos rectificadores de alimentação podem ser usados individualmente ou ligados entre si, para​​ produzir uma variedade de circuitos rectificadores: tais como "meia onda", "de onda completa" ouproduzir uma variedade de circuitos rectificadores: tais como "meia onda", "de onda completa" ou como "ponte Rectificadora". Cada tipo de circuito rectificador pode ser classificado como “nãocomo "ponte Rectificadora". Cada tipo de circuito rectificador pode ser classificado como “não controlado”, “meio controlado”, “totalmente controlado”. Os circuitos rectificadores “não controlados”controlado”, “meio controlado”, “totalmente controlado”. Os circuitos rectificadores “não controlados” usam apenas diodos de potência retificadores, um circuito rectificador “totalmente controlado” usausam apenas diodos de potência retificadores, um circuito rectificador “totalmente controlado” usa tirístores (SCRs), e um circuito rectificador “ meio controlado” usa uma mistura de ambos, diodos etirístores (SCRs), e um circuito rectificador “ meio controlado” usa uma mistura de ambos, diodos e tirístores.tirístores. Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 59. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 6060 Diodos de PotênciaDiodos de Potência:: Rectificação de Meia-ondaRectificação de Meia-onda (Half Wave Rectifier Circuit) O diodo de potência em circuito rectificador de meia-onda passa apenas uma metade deO diodo de potência em circuito rectificador de meia-onda passa apenas uma metade de cada onda sinusoidal completa da fonte de alimentação AC, para convertê-lo numacada onda sinusoidal completa da fonte de alimentação AC, para convertê-lo numa corrente contínua. Então este tipo de circuito é chamado de rectificador de "meia onda"corrente contínua. Então este tipo de circuito é chamado de rectificador de "meia onda" porque, só meia-onda, da tensão AC de entrada é que é convertida em DC.porque, só meia-onda, da tensão AC de entrada é que é convertida em DC. A fonte de alimentação de entrada pode serA fonte de alimentação de entrada pode ser uma única fase ou de multi-fase parauma única fase ou de multi-fase para alimentar, o circuito rectificador maisalimentar, o circuito rectificador mais simples de todos, o circuito retificador desimples de todos, o circuito retificador de meia onda.meia onda. Um retificador é um circuito que converte aUm retificador é um circuito que converte a energia de corrente alternada de entrada (AC)energia de corrente alternada de entrada (AC) numa tensão de saída de corrente directa (DC).numa tensão de saída de corrente directa (DC). Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 60. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 6161 Semi-ciclos PositivosSemi-ciclos Positivos Semi-ciclos Negativos É utilizado um só dÉ utilizado um só diiodo, pelo que num semiciclo o dodo, pelo que num semiciclo o diiodo conduz e noodo conduz e no outro não conduz.outro não conduz. Diodos de PotênciaDiodos de Potência:: Rectificação de Meia-ondaRectificação de Meia-onda (Half Wave Rectifier Circuit) Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 61. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 6262 RRLL cargacarga DiodoDiodo Diodos de PotênciaDiodos de Potência:: Rectificação de Meia-ondaRectificação de Meia-onda (Half Wave Rectifier Circuit) Muito Frequentemente, quando se rectifica uma tensão alternada, queremos produzirMuito Frequentemente, quando se rectifica uma tensão alternada, queremos produzir uma tensão DC "constante" e contínua, livre de grandes variações ou tensão deuma tensão DC "constante" e contínua, livre de grandes variações ou tensão de ondulação. Uma maneira de fazer isso é conectar um condensador de grandeondulação. Uma maneira de fazer isso é conectar um condensador de grande capacidade aos terminais de saída, em paralelo com a carga, como mostrado abaixo.capacidade aos terminais de saída, em paralelo com a carga, como mostrado abaixo. Este tipo de condensador, é conhecido como um ”Este tipo de condensador, é conhecido como um ”condensador de filtragemcondensador de filtragem”.”. CondensadorCondensador de Filtragemde Filtragem SaídaSaída 0v0v Com CondensadorCom Condensador de Filtragemde Filtragem Sem CondensadorSem Condensador de Filtragemde Filtragem Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 62. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 6363 Diodos de PotênciaDiodos de Potência:: Rectificação de Onda CompletaRectificação de Onda Completa (Full Wave Rectifier Circuit) O circuito rectificador de “onda completa” usa dois diodos, uma para cada metade do cicloO circuito rectificador de “onda completa” usa dois diodos, uma para cada metade do ciclo da tensão de entrada. Usa-se um transformador cujo enrolamento secundário é de duasda tensão de entrada. Usa-se um transformador cujo enrolamento secundário é de duas saídas simétricas com ponto central comum. Nesta configuração, resulta que cada diodosaídas simétricas com ponto central comum. Nesta configuração, resulta que cada diodo conduz, quando o seu terminal de ânodo é positivo em relação ao ponto central doconduz, quando o seu terminal de ânodo é positivo em relação ao ponto central do transformador, produzindo uma saída tanto durante ambos os semiciclos da tensão AC detransformador, produzindo uma saída tanto durante ambos os semiciclos da tensão AC de entrada, sendo o seu rendimento duas vezes maior que para o do rectificador de “meiaentrada, sendo o seu rendimento duas vezes maior que para o do rectificador de “meia onda”, como mostrado abaixo.onda”, como mostrado abaixo. Os rectificadores onda completa, têm algumas vantagens importantes sobre osOs rectificadores onda completa, têm algumas vantagens importantes sobre os rectificadores de “meia onda”. A média (DC) da tensão de saída, é maior do que nosrectificadores de “meia onda”. A média (DC) da tensão de saída, é maior do que nos rectificadores de meia onda, a saída do rectificador de onda completa tem muito menosrectificadores de meia onda, a saída do rectificador de onda completa tem muito menos ondulação, produzindo um forma de onda mais suave do que nos de meia-onda.ondulação, produzindo um forma de onda mais suave do que nos de meia-onda. Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 63. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 6464 VL SemiciclosSemiciclos NegativosNegativos SemiciclosSemiciclos PositivosPositivos Diodos de PotênciaDiodos de Potência:: Rectificação de Onda CompletaRectificação de Onda Completa (Full Wave Rectifier Circuit) Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 64. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 6565 2x12,6V Diodos de PotênciaDiodos de Potência:: Rectificação de Onda CompletaRectificação de Onda Completa (Full Wave Rectifier Circuit) Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 65. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 6666 ( )D)pk( D)pk( med VV., VV .V −= − = 26360 2 2 π V N N ⋅ P S V1 v1 D1 t t V N N ⋅− P S v2 D2 t V2 t Máxima tensão inversa que o díodoMáxima tensão inversa que o díodo tem de suportar é 2V2(pk)-VD.tem de suportar é 2V2(pk)-VD. Vmed O sinal rectificado temO sinal rectificado tem frequênciafrequência dupla do sinal dedupla do sinal de entradaentrada As voltagens nos secundários estãoAs voltagens nos secundários estão em oposição de fase e cada díodoem oposição de fase e cada díodo conduz semiciclos positivos.conduz semiciclos positivos. Para rectificação de onda completaPara rectificação de onda completa com díodos discretos, é necessáriocom díodos discretos, é necessário um transformador com secundárioum transformador com secundário duplo.duplo. V1V1 V2V2 Diodos de PotênciaDiodos de Potência:: Rectificação de Onda CompletaRectificação de Onda Completa (Full Wave Rectifier Circuit) Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 66. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 6767 Outro tipo de circuito rectificador que produz a mesma saída que o circuito rectificador deOutro tipo de circuito rectificador que produz a mesma saída que o circuito rectificador de onda completa que vimos anteriormente, é de rectificação de onda completa com ponteonda completa que vimos anteriormente, é de rectificação de onda completa com ponte de Greatz.de Greatz. Diodos de PotênciaDiodos de Potência:: Rectificação em PonteRectificação em Ponte (The Diode Bridge Rectifier Circuit) Este tipo de rectificador usa quatro diodos rectificadores conectados numa configuraçãoEste tipo de rectificador usa quatro diodos rectificadores conectados numa configuração de circuito fechado em "ponte" para produzir o resultado desejado. A principal vantagemde circuito fechado em "ponte" para produzir o resultado desejado. A principal vantagem deste circuito, é que não necessita de um transformador com secundário com tomadadeste circuito, é que não necessita de um transformador com secundário com tomada central, reduzindo assim o seu tamanho e custo. Um único enrolamento secundário estácentral, reduzindo assim o seu tamanho e custo. Um único enrolamento secundário está ligado a cada um dos lados da ponte de díodos e a carga para o outro lado, comoligado a cada um dos lados da ponte de díodos e a carga para o outro lado, como mostrado abaixo.mostrado abaixo. Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 67. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 6868 ( )Dpk Dpk med VV VV V 22.636,0 22 .2 )( )( −= − = π Vmed O sinal rectificado tem frequênciaO sinal rectificado tem frequência dupla do sinal de entradadupla do sinal de entrada  Para rectificação de onda completa não é necessário oPara rectificação de onda completa não é necessário o transformador ter secundário duplo.transformador ter secundário duplo. Máxima tensão inversa que o díodo tem de suportar éMáxima tensão inversa que o díodo tem de suportar é V2(pk)-2VD(passa por dois díodos por cada semiciclo).V2(pk)-2VD(passa por dois díodos por cada semiciclo). Com Ponte de GreatzCom Ponte de Greatz Diodos de PotênciaDiodos de Potência:: Rectificação em PonteRectificação em Ponte (The Diode Bridge Rectifier Circuit) Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 68. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 6969 ( )Dpk Dpk med VV VV V 22.636,0 22 .2 )( )( −= − ±= π V N N ⋅ S p vs1 Vmed Máxima tensão inversa que o díodoMáxima tensão inversa que o díodo tem de suportar é (2VPS-VD).tem de suportar é (2VPS-VD). O sinal rectificado tem frequênciaO sinal rectificado tem frequência dupla do sinal da entrada AC.dupla do sinal da entrada AC.  Com transformador de secundárioCom transformador de secundário duplo, e uma ponte de Graetzduplo, e uma ponte de Graetz consegue-se uma fonte com tensõesconsegue-se uma fonte com tensões simétricas.simétricas. V N N ⋅ S p vs2 *VR1 -VR2 Com Ponte de GreatzCom Ponte de Greatz Diodos de PotênciaDiodos de Potência:: Rectificação em PonteRectificação em Ponte (The Diode Bridge Rectifier Circuit) Diodo RectificadorDiodo Rectificador 0V
  • 69. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 7070 t V T Como a rectificação é de Meia-onda, assim aComo a rectificação é de Meia-onda, assim a frequência da tensão rectificada é igual á da Rede AC.frequência da tensão rectificada é igual á da Rede AC. ( )D)pk( D)pk( med VV., VV V −= − = 3180 2 π 2 VV =V D)pk( ef −2ffFF- Factor de forma, é a relação entre oFactor de forma, é a relação entre o valor eficaz da tensão e o valor DC; o valorvalor eficaz da tensão e o valor DC; o valor ideal seria 1:ideal seria 1:V V =f med ef F 1,57= 2 = /VV( /2)VV( = V V =f )D)pk( D)pk( med ef F π π− − 2 2 1,21=1-1,57=1-f=r 2 F 2  (r) Factor de Ripple, mede a percentagemFactor de Ripple, mede a percentagem de AC na tensão rectificada. Sendo rectificaçãode AC na tensão rectificada. Sendo rectificação de Meia-Onda,121% mostra que o nível dede Meia-Onda,121% mostra que o nível de contínua é muito baixo...contínua é muito baixo... 0,405=) 2 (= /RV /RV= IV IV= 2 ef 2 med 2 efef medmed π η • •  (η) O Rendimento, na ordem de cerca deO Rendimento, na ordem de cerca de 40%, também é relativamente fraco40%, também é relativamente fraco. Meia OndaMeia OndaDiodos de PotênciaDiodos de Potência: Tensão Rectificada: Tensão Rectificada Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 70. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 7171 A rectificação é de Onda Completa, assim a frequênciaA rectificação é de Onda Completa, assim a frequência da tensão rectificada é dupla da Rede AC.da tensão rectificada é dupla da Rede AC. ( )D)pk( D)pk( med VV., VV .V −= − = 26360 2 2 π Valor médio: 2 V V =V D)pk( ef 2 − 1,11= 22 = /V2 2/V =V 2 V =f m m med ef F π π• 0,483=1-1,11=1-f=r 2 F 2 0,81= 8 = /RV /RV= IV IV = 2 ef 2 med 2 efef medmed π η • • t VR T Tensão inversaTensão inversa Diodos de PotênciaDiodos de Potência: Tensão Rectificada-: Tensão Rectificada- onda Completa c/ Tformador duploonda Completa c/ Tformador duplo Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 71. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 7272 Onda Completa com Ponte de Graetz Onda Completa com transformador duplo Fonte simétrica Onda Completa com Ponte Graetz Meia-Onda Onda Completa com transformador tomada central Diodos de PotênciaDiodos de Potência: Tensão Rectificada- Resumo: Tensão Rectificada- Resumo Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 72. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 7373 Diodos de PotênciaDiodos de Potência:: Tensão Rectificada- ResumoTensão Rectificada- ResumoDiodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 73. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 7474 Rectificador vRL RL C Filtro com condensadorFiltro com condensador Análise ∆Vr  VRL V(ac)min VRmax T T VRmax C = —— I.∆t ∆Vr T = ——1 f I = —— VRL RL Supõe-se a descarga do condensadorSupõe-se a descarga do condensador a corrente constante.a corrente constante. ∆Vr Vmed ∆Vr 2 ∆Vr 2 ∆T∆T∆T ∆T∆T V(ac)min Nível DC  Vem…  Em queEm que ∆∆T é o tempo de condução dosT é o tempo de condução dos diodos para a carga de C.diodos para a carga de C. Descarga/Carga Ideal Diodos de PotênciaDiodos de Potência:: Tensão Rectificada- FiltragemTensão Rectificada- FiltragemDiodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 74. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 7575 Filtro com condensadorFiltro com condensador Diodos de PotênciaDiodos de Potência:: Tensão Rectificada- FiltragemTensão Rectificada- FiltragemDiodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 75. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 7676 32× = )PP( ) r rms( VVr pp = r I V C T )( × pp = r pk VR TVC )(× × =)rms( RCf pkVVr 32 pk =)pp(r RC TV V × 2 )pp(Vr pk)dc( VV −= RC T ) Vp pkdc( VV 2 × −=       −= fRC T pkVV )dc( 2 1 VVpkpk Desenvolvimento das Expressões do “Ripple”Desenvolvimento das Expressões do “Ripple” Para calcular o ”rms” de uma sinusoide, dividiria por 2 a Vr(pp) e multiplicaria porPara calcular o ”rms” de uma sinusoide, dividiria por 2 a Vr(pp) e multiplicaria por √√2.2. Esta forma de onda aproxima-se mais duma dente de serra, cujo factor “rms” éEsta forma de onda aproxima-se mais duma dente de serra, cujo factor “rms” é √√3.3. Então:Então: TT ttdesdes VV(dc)(dc)VVrr 100 )( )( % ×= DCV rmsrV r tttt ∆∆ttcc Para efeitos de cálculo do condensador, considera-se o tempo de descarga ≈ ao períodoPara efeitos de cálculo do condensador, considera-se o tempo de descarga ≈ ao período T, e o tempo de carga ∆tc Instantâneo, desprezível.T, e o tempo de carga ∆tc Instantâneo, desprezível. Descarga/Carga Ideal Diodos de PotênciaDiodos de Potência:: Tensão Rectificada- FiltragemTensão Rectificada- FiltragemDiodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 76. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 7777 VR t iD vR t t iD T1 TC ↓ C ↑ ttT1 T Filtro com condensadorFiltro com condensador  Porque não se usa um condensador o maior possível? • Principalmente para evitar um aumento desnecessário do volume. • Além disso há que ter em conta a influência do valor do condensador sobre a corrente que circula nos díodos. (Aumenta) Diodos de PotênciaDiodos de Potência:: Tensão Rectificada- FiltragemTensão Rectificada- FiltragemDiodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 77. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 7878 vR t t iD T1 TC ↑ Quando se aumenta a capacidade do condensador, é verdade que se diminui o “Ripple”,Quando se aumenta a capacidade do condensador, é verdade que se diminui o “Ripple”, mas o tempo de carga do condensador diminui e o tempo de descarga aumenta, então, omas o tempo de carga do condensador diminui e o tempo de descarga aumenta, então, o condensador tem que carregar mais energia em mais curto espaço de tempo, o que vaicondensador tem que carregar mais energia em mais curto espaço de tempo, o que vai originar um pico muito intenso de corrente nesse espaço de tempo, podendo até danificaroriginar um pico muito intenso de corrente nesse espaço de tempo, podendo até danificar os diodos.os diodos. Os diodos só vão conduzir, no espaço de tempo em que a voltagem de saída é menor queOs diodos só vão conduzir, no espaço de tempo em que a voltagem de saída é menor que a de entrada, que é quando se dá a carga de C.a de entrada, que é quando se dá a carga de C. ) 2V V π(1 R V iD r pk L pk med += ) 2V V 2π(1 R V iD r pk L pk max += )])([( r pk L pk r pk medDC 2V V 1 R V 2V V 2π 1 iD += Diodos de PotênciaDiodos de Potência:: Max. Corrente nos diodosMax. Corrente nos diodosDiodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 78. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 7979 Diodo RectificadorDiodo Rectificador Multiplicadores de tensãoMultiplicadores de tensão:: Um duplicador de tensão fornece na saída, duas vezes a tensão de pico da entrada.Um duplicador de tensão fornece na saída, duas vezes a tensão de pico da entrada. Dobrador de tensão de meia ondaDobrador de tensão de meia onda O termo "meia-onda" reflecte o facto de a saída do condensador (C2) ser carregadoO termo "meia-onda" reflecte o facto de a saída do condensador (C2) ser carregado durante uma alternância de cada ciclo de entrada…durante uma alternância de cada ciclo de entrada… offoff VCVC22Vin(pk)Vin(pk) ……. e descarregado durante a outra.. e descarregado durante a outra. Vin(pk)Vin(pk) Vin(pk)Vin(pk) offoff VCVC22 IIinin Vin(pk)Vin(pk) Durante os semiciclos positivos, a fonte e C1, carregam C2 e alimentam a carga. DuranteDurante os semiciclos positivos, a fonte e C1, carregam C2 e alimentam a carga. Durante os semiciclos negativosC1 carrega e C2 alimenta a cargaos semiciclos negativosC1 carrega e C2 alimenta a carga
  • 79. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 8080 Diodo RectificadorDiodo Rectificador Multiplicadores de tensãoMultiplicadores de tensão:: Dobrador de tensão de onda CompletaDobrador de tensão de onda Completa O termo "onda-completa", reflecte o facto de que os condensadores de saída seremO termo "onda-completa", reflecte o facto de que os condensadores de saída serem carregados durante semiciclos alternados do sinal de entrada.carregados durante semiciclos alternados do sinal de entrada. Vin(pk)Vin(pk) offoff onon Vin(pk)Vin(pk) offoff onon 4040
  • 80. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 8181 Diodo RectificadorDiodo Rectificador Multiplicadores de tensãoMultiplicadores de tensão:: Triplicador de tensãoTriplicador de tensão O triplicador de tensão fornece uma tensão de saída DC, que é aproximadamente trêsO triplicador de tensão fornece uma tensão de saída DC, que é aproximadamente três vezes a tensão de pico da entrada.vezes a tensão de pico da entrada. Vin(pk)Vin(pk) onon onon onon 3Vin3Vin
  • 81. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 8282 Vin(pk)Vin(pk) Multiplicadores de tensãoMultiplicadores de tensão:: Quadruplicador de tensãoQuadruplicador de tensão Diodo RectificadorDiodo Rectificador O quadruplicador de tensão fornece uma tensão de saída DC, que é aproximadamenteO quadruplicador de tensão fornece uma tensão de saída DC, que é aproximadamente quatro vezes a tensão de pico da entrada.quatro vezes a tensão de pico da entrada. onon onon onon onon 4Vin4Vin
  • 82. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 8383 As tensões de saída pode ser +48 VDC sem referencia á Terra, ouAs tensões de saída pode ser +48 VDC sem referencia á Terra, ou ±± 24 VDC.24 VDC. Diodo RectificadorDiodo Rectificador Multiplicadores de tensãoMultiplicadores de tensão:: Fonte com dupla polaridadeFonte com dupla polaridade 48 VDC48 VDC +24VDC+24VDC -24VDC-24VDC
  • 83. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 8484 2 Tipos2 Tipos EstáticasEstáticas DinâmicasDinâmicasPerdas estáticasPerdas estáticas VVγγ rrdd idealideal iiDD VVrdrd VVdd ∫= T 0 DD dt)·t(P T 1 P PPDD = V= Vγγ·I·IDD + r+ rDD · I· Iefef 22 IIDD : Valor médio: Valor médio IIefef :: Valor eficazValor eficaz Perdas no Diodo de PotênciaPerdas no Diodo de Potência PPDD (t) = v(t) = vDD (t)·i(t)·iDD (t) = (V(t) = (Vγγ + r+ rDD · i(t)) · i(t)· i(t)) · i(t) iiDD Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 84. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 8585 AA BB VV11 VV22 RR ii VV ++ -- ii VV tt tt ttrrrr VV11/R/R -V2/R-V2/R tsts tf (i= -0tf (i= -0,,1·V2/R)1·V2/R) -V-V22 ttss = Tempo de armazenamento (storage time )= Tempo de armazenamento (storage time ) ttff = Tempo de caída (fall time )= Tempo de caída (fall time ) ttrrrr = tempo de recuperação inversa= tempo de recuperação inversa (reverse recovery time )(reverse recovery time ) Perdas Dinâmicas: Comutação A-B (Corte)Perdas Dinâmicas: Comutação A-B (Corte) PPDD (t) = v(t) = vDD (t)·i(t)·iDD (t)(t) Perdas no Diodo de PotênciaPerdas no Diodo de Potência Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 85. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 8686 AA BB VV11 VV22 RR ii VV ++ -- ii ttdd = Tempo de atraso (delay time )= Tempo de atraso (delay time ) ttrr = Tempo de subida (rise time )= Tempo de subida (rise time ) ttfrfr = t= tdd + t+ trr = Tempo de recuperação directa= Tempo de recuperação directa (forward recovery time )(forward recovery time ) ttrr 00,,9·V9·V11/R/R ttdd 00,,1·V1·V11/R/R ttfrfr O processo de condução é muitoO processo de condução é muito mais rápido do que o de corte.mais rápido do que o de corte. O processo de condução é muitoO processo de condução é muito mais rápido do que o de corte.mais rápido do que o de corte. Perdas Dinâmicas: Comutação B-A (Condução)Perdas Dinâmicas: Comutação B-A (Condução) Perdas no Diodo de PotênciaPerdas no Diodo de Potência Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 86. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 8787 ttrrrr As comutações não são perfeitasAs comutações não são perfeitas  Há instantes em que se tem que lidar com tensão e correnteHá instantes em que se tem que lidar com tensão e corrente  A Maior parte das perdas são devidas á saída de conduçãoA Maior parte das perdas são devidas á saída de conduçãoiiDD tt VVDD tt 0,8 V0,8 V -200 V-200 V 10 A10 A 3 A3 A Potência instantânea perdida na saída de condução:Potência instantânea perdida na saída de condução: ppDscDsc (t) = v(t) = vDD (t)·i(t)·iDD (t) =(t) = ∫= rrt 0 DscD dt)·t(p T 1 P Potência média num período:Potência média num período: Perdas Dinâmicas: Comutação em diodos de PotênciaPerdas Dinâmicas: Comutação em diodos de Potência Perdas no Diodo de PotênciaPerdas no Diodo de Potência Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 87. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 8888 aa SiSi jj PastilhaPastilha ccencapsuladoencapsulado ambienteambiente P (W)P (W) Equivalente eléctricoEquivalente eléctrico P (W)P (W) RRTHjcTHjc RRTHcaTHca TTaa jj cc aa TTaa : Temperatura ambiente: Temperatura ambiente TensõesTensões ≠≠ TemperaturasTemperaturas CorrenteCorrente →→ Perdas (W)Perdas (W) Características TérmicasCaracterísticas Térmicas As perdas geram calor e este deve ser dissipadoAs perdas geram calor e este deve ser dissipado O silício perde as suas propriedades semicondutoras a partir de 150O silício perde as suas propriedades semicondutoras a partir de 150oo C.C. Perdas no Diodo de PotênciaPerdas no Diodo de Potência Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 88. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 8989 A resistência térmicaA resistência térmica pastilha – encapsuladopastilha – encapsulado é baixa (é baixa (≈≈ 0.5 ºC/W).0.5 ºC/W). A resistência térmicaA resistência térmica encapsulado- ambienteencapsulado- ambiente é alta (é alta (≈≈ 5050 oo C/W).C/W). Para reduzir a temperatura, pode-se colocar um dissipador.Para reduzir a temperatura, pode-se colocar um dissipador. Conectamos uma resistência em paralelo com a RConectamos uma resistência em paralelo com a RTHcaTHca P (W) RRTHjcTHjc RRTHcaTHca TTaa jj cc aa RRTH radiadorTH radiador Características TérmicasCaracterísticas Térmicas Perdas no Diodo de PotênciaPerdas no Diodo de Potência Diodo RectificadorDiodo Rectificador
  • 89. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 9090 PP NN CátodoCátodo ÂnodoÂnodo Muitos multímetros possuem essa função. Verifica-se a continuidade do diodo.Muitos multímetros possuem essa função. Verifica-se a continuidade do diodo. Diodo SemicondutorDiodo Semicondutor Diodo CheckDiodo Check
  • 90. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 9191
  • 91. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 9292
  • 92. SemicondutoresSemicondutores:: DiodosDiodos 07-10-1307-10-13 PorPor :: Luís TimóteoLuís Timóteo 9393 BibliografiasBibliografias http://wwwlasmea.univ-bpclermont.fr/Personnel/Francois.Berry/teaching/Microelectronics/composant.swfhttp://wwwlasmea.univ-bpclermont.fr/Personnel/Francois.Berry/teaching/Microelectronics/composant.swf http://www.williamson-labs.com/480_xtor.htmhttp://www.williamson-labs.com/480_xtor.htm http://www.powershow.com/view1/2291d5-MTc1M/Chapter_3__BJTs_Bipolar_Junction_Transistors_powerpoint_ppt_presentationhttp://www.powershow.com/view1/2291d5-MTc1M/Chapter_3__BJTs_Bipolar_Junction_Transistors_powerpoint_ppt_presentation http://www.learnabout-electronics.org/Downloads/Fig316dl_bjt_operation.swfhttp://www.learnabout-electronics.org/Downloads/Fig316dl_bjt_operation.swf http://www2.eng.cam.ac.uk/~dmh/ptialcd/http://www2.eng.cam.ac.uk/~dmh/ptialcd/ http://www.yteach.co.za/page.php/resources/view_all?http://www.yteach.co.za/page.php/resources/view_all? id=potential_resistance_voltage_semiconductor_conductor_insulator_n_type_p_type_p_n_junction_n_p_diode_t_page_3id=potential_resistance_voltage_semiconductor_conductor_insulator_n_type_p_type_p_n_junction_n_p_diode_t_page_3 http://www.infoescola.com/quimica/dopagem-eletronica/http://www.infoescola.com/quimica/dopagem-eletronica/ http://www.prof2000.pt/users/lpahttp://www.prof2000.pt/users/lpa El transistor bipolar por - Javier Ribas Bueno -Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de MieresEl transistor bipolar por - Javier Ribas Bueno -Escuela Universitaria de Ingenierías Técnicas de Mieres http://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_3.htmlhttp://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_3.html http://content.tutorvista.com/physics_12/content/media/pn_junct_diode.swfhttp://content.tutorvista.com/physics_12/content/media/pn_junct_diode.swf http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electronic/photdet.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electronic/photdet.html http://www.thorlabs.com/tutorials.cfm?tabID=31760http://www.thorlabs.com/tutorials.cfm?tabID=31760 http://informatica.blogs.sapo.mz/671.htmlhttp://informatica.blogs.sapo.mz/671.html Kristin Ackerson, Virginia Tech EE - Spring 2002Kristin Ackerson, Virginia Tech EE - Spring 2002 http://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_4.htmlhttp://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_4.html