Eletrônica industrial 1

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ELETRÔNICA INDUSTRIAL
DIODOS DE POTÊNCIA
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Olá!
Ao final desta aula, o aluno será capaz de:
1. Identificar as características do diodo;
2. Descrever a operação do diodo comum;
3. Diferenciar o diodo comum do diodo Schottky;
4. Identificar os principais valores máximos nominais para diodos;
5. Avaliar as perdas no diodo;
6. Projetar dissipadores para proteção térmica do diodo;
7. Operar diodos em série e em paralelo;
Introdução
O estudo do diodo é de fundamental importância tanto por ser ele o componente semicondutor básico e,
portanto, ponto de partida para o entendimento das demais chaves semicondutoras mais complexas, quanto por
estar presente nos conversores estáticos, notadamente os retificadores.
Nessa aula, apresentaremos a construção, características e modo de operação do diodo comum e do diodo
Schottky.Além de identificarmos os principais valores máximos indicados nos datasheets diodos.
Iremos avaliar as perdas no diodo, calcular dissipadores para proteção térmica do componente e assim,
aprenderemos também, a operar diodos em série e em paralelo.
Saiba Mais
O diodo semicondutor é formado pela união de um semicondutor tipo P e um semicondutor tipo N, a chamada
junção PN. O terminal conectado à região P é denominado de anodo (A) e o terminal conectado à região N é
denominado de cátodo (K). O símbolo do diodo e sua curva característica são mostrados abaixo.
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Através da curva característica, vemos que, quando o diodo está em polarização direta, ou seja, polarizado de
modo que o potencial do anodo seja mais elevado que o potencial aplicado ao cátodo, se comporta como uma
chave fechada (ligada) permitindo o livre fluxo de corrente, desde que essa diferença de potencial entre anodo e
cátodo ultrapasse um valor denominado de tensão de joelho, da ordem de 0,7 volts.
Já na polarização inversa (reversa), obtida quando a tensão aplicada ao anodo é menor do que a tensão aplicada
ao cátodo, o diodo se comporta como uma chave aberta (desligada), não permitindo o fluxo de corrente, flui
apenas uma ínfima corrente da ordem de nanoampéres denominada de corrente de fuga. Essa corrente é
desprezível para a maioria das aplicações.
É, também, importante notar na curva que, caso a diferença de potencial aplicada entre anodo e cátodo em
polarização inversa exceda um valor máximo denominado de tensão de ruptura, teremos a chamada ruptura por
avalanche e a destruição da junção PN.
A operação do diodo requererá que o mesmo seja submetido a ciclos sucessivos de polarização direta
(condução) e (bloqueio) continuamente.polarização inversa
O diodo retificador comum é um dispositivo lento e demora algum tempo para ir de condução plena a bloqueio
completo e vice-versa, o que acaba limitando a frequência de chaveamento.
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A solução para chaveamento em frequências mais altas é o emprego de diodos Schottky. Estes diodos são
construídos a partir de uma combinação de metal e semicondutor, apresentando, além da já mencionada maior
velocidade, tensão de joelho e corrente de fuga reversa mais baixas.
O projetista de sistemas que emprega diodos de guiar-se pelas folhas de dados, denominadas
comumente de “datasheets”.
Nelas são listados pelo fabricante os principais valores limites para diversos parâmetros dos diodos,
conforme vemos abaixo:
DATASHEETS
• I – Maximum Average Forward Current (Corrente Direta Média Máxima): dada em Ampéres, F(AV) 
é limitada basicamente pelas características de dissipação térmica do componente.
• IFSM – Maximum Peak Foward Current (Corrente Máxima de Pico): em Ampéres, limitada pela 
dissipação térmica do diodo.
• IRRM – Maximum Reverse Current (Corrente Reversa Máxima): a corrente de fuga máxima em 
polarização inversa, dada em Ampéres. É desprezível na maioria das aplicações.
• P – Power Dissipation (Potência Dissipada): em Watts, a potência máxima dissipada pelo diodo.D
• R – Thermal Resistance (Resistência Térmica): dada em Watt. Indica a resistência à dissipação JC
do calor gerado na junção.
• T – Operating Junction Temperature (Temperatura de Operação): a máxima temperatura de J
trabalho do diodo, em oC.
• t – Reverse Recovery Time (Tempo de Recuperação Reverso): tempo decorrido para o diodo rr
deixar de conduzir, após a mudança de polarização de direta para inversa. É dado em segundos.
• V – Foward Voltage (Tensão Direta): a queda de tensão, em volts, entre anodo e cátodo quando o F
diodo está em polarização direta.
• PIV – Peak Inverse Voltage (Tensão Inversa Máxima): valor máximo de tensão a que o diodo pode 
ser submetido em polarização inversa, dada em volts.
• V – Maximum Repetitive Reverse Voltage (Máxima Tensão Reversa Repetiviva): a tensão RRM
inversa máxima de operação em forma de pulsos repetidos, dada em Volts.
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Sendo o diodo uma chave não ideal, impõe perdas ao sistema onde está inserido. Estas perdas se manifestam,
principalmente, através da dissipação de calor. O calor deve ser transferido ao ambiente a fim de evitar que a
temperatura da junção atinja valores superiores aos especificados pelo fabricante.
O que vem na próxima aula
Você irá estudar os circuitos retificadores não-controlados monofásicos e trifásicos. Começando pelo retificador
monofásico de ½ onda, e depois os dois tipos de retificadores monofásicos de onda completa: o retificador de
onda completa com derivação central e o retificador de onda completa em ponte, e finalmente, irá estudar os
retificadores não-controlados trifásicos de ½ onda e de onda completa em ponte.
CONCLUSÃO
Nesta aula, você:
• Conheceu o diodo de potência comum e o diodo Schottky;
• Identificou os principais valores máximos nominais encontrados nas folhas de dados (datasheets) de 
diodos;
• Aprendeu determinar as perdas no diodo e como calcular dissipadores para a proteção térmica do 
diodo, e finalmente deu-se conta de como operar diodos em série e em paralelo.
Saiba mais
Artigo do Professor Newton Braga sobre .diodos Schottky
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