A1 Circuitos com Diodos

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O diodo é o dispositivo semicondutor mais simples: permite que a corrente flua facilmente em uma direção e praticamente a bloqueia na direção oposta, até que uma tensão de ruptura seja atingida. Essa mesma junção entre duas regiões com dopagem diferente, já descrita pelo modelo da física de semicondutores, produz uma curva corrente-tensão que não é uma linha reta como a de um resistor, mas uma curva exponencial: abaixo de uma tensão direta da ordem de alguns décimos de volt no silício, ele mal conduz, e acima desse limiar, a corrente aumenta muito rapidamente.

Essa propriedade faz do diodo o componente central de todo retificador, o circuito que converte corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC): um retificador de onda completa produz um sinal pulsante que se repete com o dobro da frequência da rede elétrica original, e esse sinal é suavizado por meio de um capacitor — revisitando essa mesma capacidade de armazenamento já descrita pelo modelo de componente reativo — cujo valor determina a quantidade de ondulação residual na saída: quanto maior o capacitor, menor a ondulação.

O diodo Zener é um caso especial projetado para operar de forma estável em sua região de ruptura reversa, mantendo uma tensão virtualmente constante em seus terminais dentro de uma determinada faixa de corrente: é o regulador de tensão mais simples. Os LEDs são diodos que, em vez de dissipar a energia de recombinação como calor, emitem-na como luz; a cor dessa luz depende diretamente da mesma banda proibida do material, estabelecida pelo modelo da física de semicondutores. Os diodos Schottky, com uma queda de tensão direta menor e uma resposta muito mais rápida do que um diodo convencional, são tipicamente usados ​​em circuitos de proteção contra inversão de polaridade ou para proteção contra transientes de tensão.

Portanto, este módulo, que começa com uma junção que permite a passagem de corrente em apenas uma direção, termina demonstrando que essa mesma assimetria básica — condução em uma direção, bloqueio na outra — é o que, dependendo de como é implementada, produz quatro dispositivos tão distintos quanto um retificador, um regulador, uma fonte de luz e um dispositivo de proteção contra inversão de polaridade.

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