Diodos são dispositivos semicondutores amplamente utilizados. Um diodo retificador é um semicondutor de dois condutores que permite que a corrente passe em apenas uma direção. Geralmente, Diodo de junção P-N é formado pela união de materiais semicondutores do tipo n e do tipo p. O lado do tipo P é chamado de ânodo e o lado do tipo n é chamado de cátodo. Muitos tipos de diodos são usados para uma ampla gama de aplicações. Os diodos retificadores são um componente vital nas fontes de alimentação, onde são usados para converter a tensão CA em CC. O Diodos Zener são usados para regulação de tensão, evitando variações indesejadas nas fontes CC dentro de um circuito.

Símbolo de um Diodo

O símbolo de um símbolo de diodo retificador é mostrado abaixo, a ponta da seta aponta na direção do fluxo de corrente convencional.

Símbolo de diodo retificador

Circuito de diodo retificador funcionando

Ambos os materiais do tipo n e do tipo p são quimicamente combinados com uma técnica de fabricação especial que resulta na formação de uma junção p-n. Esta junção P-N possui dois terminais que podem ser chamados de eletrodos e, por isso, é chamada de “DIODO” (Diodo).

Se uma tensão de alimentação CC externa for aplicada a qualquer dispositivo eletrônico por meio de seus terminais, isso é chamado de polarização.

Diodo retificador imparcial

Quando nenhuma tensão é fornecida a um diodo retificador, ele é chamado de diodo não polarizado, o lado N terá um número maior de elétrons e muito poucos orifícios (devido à excitação térmica), enquanto o lado P terá uma carga majoritária buracos portadores e muito poucos elétrons.
Neste processo, os elétrons livres do lado N vão se difundir (espalhar) para o lado P e se recombinar nos buracos presentes lá, deixando + ve íons imóveis (não móveis) no lado N e criando -ve íons imóveis no P lado do diodo.
O imóvel no lado tipo n próximo à borda da junção. Da mesma forma, os íons imóveis no lado tipo p perto da borda da junção. Devido a isso, um número de íons positivos e íons negativos se acumularão na junção. Essa região assim formada é chamada de região de depleção.
Nesta região, um campo elétrico estático denominado Potencial de Barreira é criado através da junção PN do diodo.
Ele se opõe à migração adicional de buracos e elétrons através da junção.

Diodo imparcial (sem tensão aplicada)

“circuito de controle de velocidade do motor ac ”

Díodo com polarização direta

Polarização direta: Em um diodo de junção PN, o terminal positivo de uma fonte de tensão é conectado ao lado do tipo p, e o terminal negativo é conectado ao lado do tipo n, o diodo é dito estar na condição de polarização de encaminhamento.
Os elétrons são repelidos pelo terminal negativo da fonte de tensão DC e desviam para o terminal positivo.
Portanto, sob a influência da voltagem aplicada, esse desvio de elétrons faz com que a corrente flua em um semicondutor. Esta corrente é denominada “corrente de deriva”. Como a maioria dos portadores são elétrons, a corrente do tipo n é a corrente do elétron.
Como os furos são portadores majoritários no tipo p, eles são repelidos pelo terminal positivo da alimentação CC e se movem através da junção em direção ao terminal negativo. Portanto, a corrente no tipo p é a corrente do buraco.
Portanto, a corrente geral devido às portadoras majoritárias cria uma corrente direta.
A direção da corrente convencional flui de positivo para negativo da bateria na direção da corrente convencional é oposta ao fluxo de elétrons.

Diodo retificador com polarização direta

Diodo de polarização reversa

Condição de polarização reversa: se o diodo for o terminal positivo da tensão da fonte conectado à extremidade tipo n, e o terminal negativo da fonte estiver conectado à extremidade tipo p do diodo, não haverá corrente através do diodo exceto corrente de saturação reversa.
Isso ocorre porque na condição de polarização reversa, a camada de depleção da junção se torna mais ampla com o aumento da voltagem de polarização reversa.
Embora haja uma pequena corrente fluindo da extremidade do tipo n para o tipo p no diodo devido às portadoras minoritárias. Esta corrente é chamada de Corrente de Saturação Reversa.
Portadores minoritários são principalmente elétrons / lacunas gerados termicamente em semicondutores de tipo p e semicondutores de tipo n, respectivamente.
Agora, se a voltagem aplicada reversa através do diodo for continuamente aumentada, então, após certa voltagem, a camada de depleção será destruída, o que fará com que uma grande corrente reversa flua através do diodo.
Se esta corrente não for limitada externamente e ultrapassar o valor seguro, o diodo pode ser destruído permanentemente.
Esses elétrons que se movem rapidamente colidem com os outros átomos do dispositivo para arrancar mais alguns elétrons deles. Os elétrons, assim liberados, liberam muito mais elétrons dos átomos quebrando as ligações covalentes.
Este processo é chamado de multiplicação de portadores e leva a um aumento considerável no fluxo de corrente através da junção p-n. O fenômeno associado é chamado Avalanche Breakdown.

Diodo de polarização reversa

Algumas aplicações do diodo retificador

Os diodos têm muitas aplicações. Aqui estão algumas das aplicações típicas de diodos incluem:

Retificar uma tensão, como transformar as tensões AC em DC
Isolando sinais de uma fonte
Referência de Tensão
Controlando o tamanho de um sinal
Sinais de mistura
Sinais de detecção
Sistemas de iluminação
Diodos LASER

Retificador de meia onda

Um dos usos mais comuns para o diodo é retificar o Tensão AC em uma alimentação DC fornecem. Visto que um diodo só pode conduzir corrente em uma direção, quando o sinal de entrada fica negativo, não haverá corrente. Isso é chamado de retificador de meia onda . A figura abaixo mostra o circuito de diodo retificador de meia onda.

Retificador de meia onda

Retificador Full-Wave

PARA circuito de diodo retificador de onda completa constrói com quatro diodos, por esta estrutura podemos fazer ambas as metades das ondas positivas. Para os ciclos positivos e negativos da entrada, há um caminho de avanço através do ponte de diodo .
Enquanto dois dos diodos são polarizados diretamente, os outros dois são polarizados reversamente e efetivamente eliminados do circuito. Ambos os caminhos de condução fazem com que a corrente flua na mesma direção através do resistor de carga, realizando a retificação de onda completa.
Os retificadores de onda completa são usados em fontes de alimentação para converter tensões CA em tensões CC. Um grande capacitor em paralelo com o resistor de carga de saída reduz a ondulação do processo de retificação. A figura abaixo mostra o circuito de diodo retificador de onda completa.

Retificador Full-Wave

Portanto, tudo se resume a Diodo Retificador e seus usos. Você conhece outros diodos que são regularmente usados em sistemas elétricos e em tempo real projetos eletrônicos ? Então, dê sua opinião comentando na seção de comentários abaixo. Aqui está uma pergunta para você, Como a região de depleção é formada em um D iodo?