O que são diodos semicondutores?
Os diodos semicondutores são dispositivos de estado sólido que conduzem elétrons em uma única direção e usam um semicondutor do tipo positivo (P) e negativo (N). Quando o material do tipo N é negativo, os doadores de elétrons liberam elétrons em direção ao semicondutor do tipo P mais positivo, resultando em uma condução de polarização direta. Uma condição de polarização reversa ocorre quando o material do tipo P é negativo e o material do tipo N é positivo. Os diodos semicondutores são muito parecidos com as válvulas unidirecionais usadas para bombas de água. Quando a bomba é desligada, a água não volta atrás porque a válvula unidirecional a impede, mas quando a bomba está funcionando, a água flui através como se a válvula não estivesse lá.
Os primeiros diodos semicondutores eram gasosos, tinham um cátodo diretamente aquecido e uma placa, e estavam dentro de um tubo de vácuo. Quando uma carga negativa está disponível no cátodo, a energia térmica faz com que os elétrons voem através do vácuo e sejam atraídos para a placa carregada positivamente. Com um cátodo positivo, não há elétrons fluindo da placa. Esse mecanismo possibilitou os primeiros retificadores de potência, que converteram corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC).
Diodos de sinal pequenos têm queda de tensão direta muito baixa, tornando-os úteis para detecção de sinal e comutação de baixa tensão. Para aplicações de radiofrequência, semicondutores de germânio com uma junção de metal para semicondutor são usados para detecção de baixo nível e outras conversões de baixo nível de sinal. Vários tipos de pequenos diodos de comutação de sinal são classificados por vários fatores, incluindo velocidade de comutação e capacitância de junção.
Os diodos Schottky são diodos semicondutores especialmente construídos usando um semicondutor ligado a um metal. A queda de tensão direta resultante é de cerca de 0,5 volts de corrente direta (VDC). Os diodos Schottky são usados para aplicações de fixação que protegem os circuitos contra tensões transitórias acima de 1 VCC acima do nível positivo de alimentação CC. Isso é possível conectando o ânodo de um diodo Schottky à linha de sinal que está sendo protegida enquanto conecta o cátodo ao barramento de alimentação positivo.
Os diodos de sintonia utilizam a capacitância de polarização reversa do diodo. Quando a tensão de polarização reversa é aumentada, a capacitância geralmente diminui devido ao efeito de diminuir virtualmente a área da superfície da junção sob o aumento da tensão reversa. O circuito CC pode lidar com essa capacitância ajustável do diodo de sintonia. Essa capacitância faz parte de um circuito CA que pode alterar sua frequência central com base parcialmente na capacitância ajustável do diodo de sintonia, resultando na capacidade do diodo de sintonizar seu circuito.
Os diodos de silício normalmente apresentam uma queda de tensão direta de 0,7 VCC, enquanto os diodos de germânio possuem 0,3 VDC. A tensão reversa máxima, conhecida como tensão de ruptura, e as correntes diretas máximas dependem de projetos de diodos específicos. Para a maioria das necessidades de circuitos, existem diodos disponíveis com as características especiais necessárias. Se um único diodo não atender aos requisitos, vários diodos em série ou operação paralela podem ser suficientes.