Eletrônica básica - Diodos para fins especiais

Existem poucos diodos projetados para atender a alguns fins especiais. Existem muitos desses tipos, como diodos de supressão de tensão transiente, diodos dopados com ouro, diodos de super barreira, diodos de contato pontuais, diodos Peltier, etc. Mas, além desses, existem poucos diodos proeminentes, que têm muitas aplicações. Vamos examiná-los.

Diodo Varactor

Um diodo de junção tem dois potenciais em ambos os lados, onde a região de depleção pode atuar como um dielétrico. Portanto, existe uma capacitância. O diodo Varactor é um diodo de caso especial que é operado em polarização reversa, onde a capacitância da junção é variada.

O diodo Varactor também é chamado de Vari Cap ou Volt Cap. A figura a seguir mostra um diodo Varactor conectado em polarização reversa.

Se a tensão reversa aplicada for aumentada, o width da região dielétrica increases, qual reduces a junction capacitance. Quando a tensão reversa diminui, a largura do dielétrico diminui, o que aumenta a capacitância. Se esta tensão reversa for completamente nula, então ocapacitance estará em seu maximum.

A figura a seguir mostra vários símbolos usados para o diodo Varactor que representa sua função.

Embora todos os diodos tenham essa capacitância de junção, o diodo Varactor é fabricado principalmente para fazer uso desse efeito e aumentar as variações nessa capacitância de junção.

Aplicações do diodo Varactor

Este diodo tem muitas aplicações, como -

É usado como um capacitor variável de tensão.
É usado em circuito tanque LC variável.
Usado como controle automático de frequência.
Usado como modulador de frequência.
Usado como RF Phase shifter.
Usado como multiplicador de frequência em circuitos osciladores locais.

Diodo túnel

Se a concentração de impurezas de uma junção PN normal for muito aumentada, isso Tunnel diodeé formado. Também é conhecido comoEsaki diode, após seu inventor.

Quando a concentração de impurezas em um diodo aumenta, a largura da região de depleção diminui, estendendo alguma força extra para os portadores de carga para cruzar a junção. Quando essa concentração é ainda mais aumentada, devido à menor largura da região de depleção e ao aumento da energia dos portadores de carga, eles penetram através da barreira de potencial, em vez de escalá-la. Esta penetração pode ser entendida comoTunneling e daí o nome, Tunnel diode.

Os diodos de túnel são dispositivos de baixa potência e devem ser manuseados com cuidado, pois são facilmente afetados pelo calor e eletricidade estática. O diodo túnel possui características VI específicas que explicam seu funcionamento. Vamos dar uma olhada no gráfico abaixo.

Considere que o diodo está em forward-biased condition. Conforme a tensão direta aumenta, a corrente aumenta rapidamente e aumenta até um ponto de pico, chamado dePeak Current, denotado por I_P. A tensão neste ponto é chamada dePeak Voltage, denotado por V_P. Este ponto é indicado porA no gráfico acima.

Se a tensão aumentar ainda mais além V_P, então a corrente começa a diminuir. Ele diminui até um ponto, denominado comoValley Current, denotado por I_V. A tensão neste ponto é chamada deValley Voltage, denotado por V_V. Este ponto é indicado porB no gráfico acima.

Se a tensão aumentar ainda mais, a corrente aumenta como em um diodo normal. Para valores maiores de tensão direta, a corrente aumenta ainda mais.

Se considerarmos que o diodo está em reverse-biased condition, então o diodo atua como um excelente condutor conforme a tensão reversa aumenta. O diodo aqui atua como uma região de resistência negativa.

Aplicações do diodo túnel

Existem muitas aplicações para o diodo túnel, como -

Usado como um dispositivo de comutação de alta velocidade
Usado como um dispositivo de armazenamento de memória
Usado em osciladores de microondas
Usado em osciladores de relaxamento

Diodo Schottky

Este é um tipo especial de diodo no qual uma junção PN é substituída por uma junção semicondutora de metal. O semicondutor do tipo P em um diodo de junção PN normal é substituído por um metal e o material do tipo N é unido ao metal. Esta combinação não tem região de depleção entre eles. A figura a seguir mostra o diodo Schottky e seu símbolo.

O metal usado neste diodo Schottky pode ser ouro, prata, platina ou tungstênio, etc. Da mesma forma, para o material semicondutor diferente de silício, o arseneto de gálio é mais usado.

Operação

Quando nenhuma tensão é aplicada ou quando o circuito é imparcial, os elétrons no material tipo N têm nível de energia mais baixo do que os do metal. Se o diodo for polarizado diretamente, esses elétrons do tipo N ganham alguma energia e se movem com alguma energia mais alta. Portanto, esses elétrons são chamados deHot Carriers.

A figura a seguir mostra um diodo Schottky conectado em um circuito.

Vantagens

Existem muitas vantagens do diodo Schottky, como -

É um dispositivo unipolar e, portanto, nenhuma corrente reversa é formada.
Sua resistência à frente é baixa.
As quedas de tensão são muito baixas.
A retificação é rápida e fácil com o diodo Schottky.
Não há região de depleção presente e, portanto, não há capacitância de junção. Assim, o diodo chega à posição OFF rapidamente.

Formulários

Existem muitas aplicações do diodo Schottky, como -

Usado como um diodo detector
Usado como um retificador de energia
Usado em circuitos de misturador RF
Usado em circuitos de energia
Usado como diodos de fixação