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Lucínio Preza de Araújo Díodo rectificador.

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Apresentação em tema: "Lucínio Preza de Araújo Díodo rectificador."— Transcrição da apresentação:

1 Lucínio Preza de Araújo Díodo rectificador

2 2 Constituição Um díodo rectificador é constituído por uma junção PN de material semicondutor (silício ou germânio) e por dois terminais, o Ânodo (A) e o Cátodo (K). Símbolo:

3 3 Junção PN A junção de um material semicondutor do tipo P (com excesso de lacunas) com um material semicondutor do tipo N (com excesso de electrões livres) origina uma junção PN. Na zona da junção, os electrões livres do semicondutor N recombinam-se com as lacunas do semicondutor P formando uma zona sem portadores de carga eléctrica que se designa por zona neutra ou zona de deplecção. Zona neutra ou zona de deplecção Electrões livres Lacunas

4 4 Identificação visual dos terminais O terminal que se encontra mais próximo do anel é o cátodo (K). O terminal ligado à parte roscada é o cátodo (K). O terminal ligado à parte mais estreita/afunilada é o cátodo (K).

5 5 Díodo polarizado directamente O díodo rectificador é um componente unidireccional ou seja, só conduz num sentido (quando o Ânodo está a um potencial positivo em relação ao Cátodo). Nessa situação diz-se que o díodo está polarizado directamente. V CC + _ AK

6 6 Díodo polarizado inversamente Quando o díodo rectificador está polarizado inversamente (Ânodo a um potencial negativo em relação ao cátodo) não conduz (está ao corte). V CC + _ AK

7 7 Principio de funcionamento Quando polarizado directamente um díodo rectificador conduz porque na junção PN a zona neutra ou zona de deplecção (zona sem portadores de carga eléctrica) estreita a resistência eléctrica diminui e a corrente eléctrica passa. Zona neutra ou zona de deplecção estreita LacunasElectrões livres

8 8 Principio de funcionamento Quando polarizado inversamente um díodo rectificador não conduz porque na junção PN a zona neutra ou zona de deplecção (zona sem portadores de carga eléctrica) alarga a resistência eléctrica aumenta significativamente e a corrente eléctrica não passa. Zona neutra ou zona de deplecção alarga Electrões livresLacunas

9 9 Queda de tensão interna Quando o díodo está polarizado directamente a corrente eléctrica ao passar pela zona neutra ou zona de deplecção que apresenta uma certa resistência, origina uma queda de tensão (U=RxI). Nos díodos de silício essa queda de tensão interna pode variar entre 0,6Volt e 1Volt. Nos díodos de germânio essa queda de tensão interna pode variar entre 0,2Volt e 0,4Volt.

10 10 Características técnicas Tensão directa UFUF Corrente directa IFIF Tensão inversa URUR Corrente inversa IRIR UFUF URUR IFIF IRIR 1ºquadrante 3ºquadrante

11 11 Leitura das características técnicas Exemplo: Díodo rectificador 1N4007 U R = 1000V Tensão inversa máxima que se pode aplicar ao díodo em polarização inversa. I F = 1ACorrente directa máxima permanente que pode circular pelo díodo. I R = 5ACorrente inversa que percorre o díodo quando polarizado inversamente V F = 1,1VQueda de tensão interna máxima quando o díodo polarizado directamente conduz uma corrente directa de 1A.

12 12 Curva característica UFUF Corrente directa IFIF Corrente de fuga IRIR Corrente de avalanche Tensão de ruptura Pode-se observar na curva característica do 1º quadrante (díodo polarizado directamente) que à medida que se aumenta a tensão directa (U F ) a corrente directa (I F ) também aumenta. Na curva do 3º quadrante (díodo polarizado inversamente) podemos observar que para uma dada faixa da tensão inversa (U R ) a corrente inversa (I R ) é desprezível (corrente de fuga). A tensão inversa não pode atingir a tensão de ruptura pois isso acarreta que o díodo passe a conduzir em sentido contrário (rompeu a junção PN). URUR

13 13 Recta de carga V CC + _ +_ + _ RCRC VFVF IFIF Consideremos o circuito: -V CC + V F + R C.I F = 0 V F + R C.I F = V CC Encontramos uma equação que relaciona V F e I F : V CC = V F + R C.I F Esta equação permite determinar os dois pontos da recta de carga, que sobreposta à curva característica do díodo, determinará o ponto de funcionamento (Q) do díodo.

14 14 Recta de carga V CC = V F + R C.I F Este é um método gráfico que permite que encontremos o ponto de funcionamento do díodo. É de notar que a recta de carga depende do circuito (V CC e R C ) em que o díodo está inserido, enquanto que a curva característica é fornecida pelo fabricante. Tensão de corte I F =0 V CC =V F Corrente de saturação V F =0 I F =V CC / R C IFIF VFVF Recta de carga Tensão de corte Corrente de saturação Ponto de funcionamento (Q) I FQ V FQ

15 15 Exemplo da determinação do ponto de funcionamento (Q) de um díodo V CC =3 V + _ R C =750 IFIF V CC = V F + R C.I F Tensão de corte I F =0 V CC =V F V F =3 V Corrente de saturação V F =0 I F =V CC / R C I F =3 / 750 I F = 4 mA Para as condições do circuito (V CC =3Volt e R C =750) e a curva característica representada, a corrente directa no díodo será de I FQ 2,5mA e a tensão directa será de V FQ =1,1V mA Q 2,5 1,1


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