Lucínio Preza de Araújo

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

1 Lucínio Preza de Araújo http://www.prof2000.pt/users/lpa
Díodo rectificador Lucínio Preza de Araújo

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

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. A K + VCC _

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). K A + VCC _

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. Electrões livres Lacunas Zona neutra ou zona de deplecção estreita

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. Electrões livres Lacunas Zona neutra ou zona de deplecção alarga

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 Características técnicas
UF UR IF IR Tensão directa UF Corrente directa IF Tensão inversa UR Corrente inversa IR 1ºquadrante 3ºquadrante

11 Leitura das características técnicas
Exemplo: Díodo rectificador 1N4007 UR = 1000V Tensão inversa máxima que se pode aplicar ao díodo em polarização inversa. IF = 1A Corrente directa máxima permanente que pode circular pelo díodo. IR = 5A Corrente inversa que percorre o díodo quando polarizado inversamente VF = 1,1V Queda de tensão interna máxima quando o díodo polarizado directamente conduz uma corrente directa de 1A.

12 Curva característica IF
Pode-se observar na curva característica do 1º quadrante (díodo polarizado directamente) que à medida que se aumenta a tensão directa (UF) a corrente directa (IF) também aumenta. Na curva do 3º quadrante (díodo polarizado inversamente) podemos observar que para uma dada faixa da tensão inversa (UR) a corrente inversa (IR) 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). Corrente directa Tensão de ruptura UR UF Corrente de fuga Corrente de avalanche IR

13 Recta de carga VCC + VF + RC.IF = 0 VF + RC.IF = VCC VCC = VF + RC.IF
Consideremos o circuito: VCC + _ RC VF IF VCC + VF + RC.IF = 0 VF + RC.IF = VCC Encontramos uma equação que relaciona VF e IF: VCC = VF + RC.IF 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 Recta de carga IF VF VCC = VF + RC.IF
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 (VCC e RC) em que o díodo está inserido, enquanto que a curva característica é fornecida pelo fabricante. IF VCC = VF + RC.IF Corrente de saturação Tensão de corte IF=0  VCC=VF Corrente de saturação VF=0  IF=VCC / RC Ponto de funcionamento (Q) IFQ Recta de carga VFQ Tensão de corte VF

15 Exemplo da determinação do ponto de funcionamento (Q) de um díodo
IF VCC = VF + RC.IF + Tensão de corte IF=0  VCC=VF  VF=3 V Corrente de saturação VF=0  IF=VCC / RC  IF=3 / 750 IF= 4 mA VCC=3V RC=750 _ 1 2 3 4 5 mA Q 2,5 1,1 Para as condições do circuito (VCC=3Volt e RC=750) e a curva característica representada, a corrente directa no díodo será de IFQ≈2,5mA e a tensão directa será de VFQ=1,1V.