O componente semicondutor mais simples - o diodo - executa uma variedade de funções úteis relacionadas ao seu objetivo principal de gerenciar a direção do fluxo de corrente elétrica. Os diodos permitem que a corrente flua através deles em apenas uma direção.
Diodos perfeitamente eficientes parecem ser circuitos abertos com uma voltagem negativa e, de outra forma, parecem circuitos curtos. Mas como os diodos admitem alguma ineficiência, sua relação corrente-tensão é não-linear.
Como tal, você desejará consultar a folha de dados de um diodo para ver um gráfico da curva da tensão direta de qualquer diodo em relação à sua corrente direta, para que você escolha o diodo correto para o seu projeto em particular.
Aplicações de diodos
Apesar de serem apenas dispositivos semicondutores de dois pinos, os diodos são vitais na eletrônica moderna. Algumas das aplicações típicas dos diodos incluem:
- Retificando uma voltagem, como, por exemplo, transformando CA em voltagens CC
- Isolando sinais de uma fonte
- Controlando o tamanho de um sinal
- Sinais de mistura
Conversão de Potência
Uma aplicação significativa de diodos é converter energia CA em energia CC. Um único diodo ou quatro diodos podem ser usados para transformar a energia elétrica de 110V para DC formando um meio (diodo simples) ou uma onda completa (quatro diodos) retificador . Um diodo faz isso permitindo que apenas metade da forma de onda AC passe por ela. Quando esse pulso de voltagem é usado para carregar um capacitor, a voltagem de saída parece ser uma voltagem DC constante com um pequeno ripple de voltagem. O uso de um retificador de onda completa torna esse processo ainda mais eficiente encaminhando os pulsos CA de modo que ambas as metades positivas e negativas da onda senoidal de entrada sejam vistas como apenas pulsos positivos, efetivamente duplicando a frequência dos pulsos de entrada para o capacitor, que ajuda a mantê-lo carregado e fornecer uma voltagem mais estável.
Diodos e capacitores também podem ser usados para criar vários tipos de multiplicadores de tensão para obter uma pequena tensão CA e multiplicá-la para criar saídas de alta tensão. Ambas as saídas AC e DC são possíveis usando a configuração correta de capacitores e diodos.
Demodulação de Sinais
O uso mais comum de diodos é remover o componente negativo de um sinal AC. Como a parte negativa de uma forma de onda CA é geralmente idêntica à metade positiva, muito pouca informação é efetivamente perdida nesse processo de retirada, levando a um processamento de sinal mais eficiente.
A demodulação de sinal é comumente usada em rádios como parte do sistema de filtragem para ajudar a extrair o sinal de rádio da onda portadora.
Proteções contra sobretensão
Os diodos também funcionam bem como dispositivos de proteção para componentes eletrônicos sensíveis. Quando usados como dispositivos de proteção de tensão, os diodos não são condutores em condições normais de operação, mas imediatamente encurtam qualquer pico de alta voltagem ao terra onde não possam danificar um circuito integrado. Diodos especializados chamados supressores de tensão transitória são projetados especificamente para proteção de sobretensão e podem lidar com picos de energia muito grandes por períodos curtos de tempo, características típicas de um pico de voltagem ou choque elétrico, que normalmente danificariam os componentes e encurtariam a vida útil de um produto eletrônico.
Da mesma forma, um diodo pode regular a tensão servindo como um clipper ou um limitador - uma finalidade especializada que limita a voltagem que pode passar por ela em um determinado ponto.
Direção atual
A aplicação básica dos diodos é dirigir a corrente e certificar-se de que ela flua somente na direção correta. Uma área em que a capacidade de direção atual dos diodos é usada para um bom efeito é a mudança da energia que vem de uma fonte de alimentação para a energia que sai de uma bateria. Quando um dispositivo é conectado e carregado - por exemplo, um telefone celular ou fonte de alimentação ininterrupta - o dispositivo deve consumir energia somente da fonte de alimentação externa e não da bateria, e enquanto o dispositivo estiver conectado, a bateria deve estar consumindo energia. e recarregando. Assim que a fonte de energia for removida, a bateria deve ligar o dispositivo para que nenhuma interrupção seja notada pelo usuário.
Um bom exemplo de direção atual é através de proteção contra corrente reversa. Considere, por exemplo, seu carro. Quando sua bateria morre e um transeunte amigo se oferece para ajudar com cabos de jumper, se você misturar a ordem dos cabos vermelho e preto você não vai fritar o sistema elétrico do seu carro porque os diodos adjacentes à bateria bloqueiam a corrente de direção errada.
Portões lógicos
Os computadores operam em binário - um mar infinito de zeros e uns. As árvores de decisão binárias na computação são baseadas em portas lógicas habilitadas por diodos que controlam se um interruptor está ligado ("1") ou desligado ("0"). Embora centenas de milhões de diodos apareçam nos processadores modernos, eles são funcionalmente iguais aos diodos que você compra na loja de eletrônicos - muito menores.
Diodos e Luz
Uma lanterna LED é apenas uma lanterna cuja iluminação é proveniente de um diodo emissor de luz. Na presença de tensão positiva, os LEDs brilham.
Um fotodiodo, por outro lado, aceita a luz através de um coletor (como um mini painel solar) e converte essa luz em uma pequena quantidade de corrente.
