Aula 25 - Diodo de Potência

Um diodo é um dos mais simples dispositivos semicondutores, que tem a característica de passagem de corrente em apenas um sentido. No entanto, ao contrário de um resistor, um diodo não se comporta linearmente com respeito à tensão aplicada, como o díodo tem uma relação exponencial IV e, portanto, não podemos descrever o seu funcionamento utilizando apenas uma equação como a lei de Ohm.
O diodo de potência são utilizados em circuitos eletrônicos de potência como retificadores (conversor CA/CC), como diodo de retorno para transferência de energia (freewheeling diode), isolador de tensão, etc.
A corrente direta máxima é limitada pela temperatura máxima da junção, acima da qual a junção é destruída. A junção também pode ser danificada por uma tensão inversa maior que a máxima (Vrm). Quando diodo comum está conduzindo, se a tensão é bruscamente invertida, as regiões p e n ainda terão portadores minoritários de carga e o diodo se comporta como um curto-circuito por um breve período de tempo. Este tempo é chamado de tempo de recuperação reversa ( trr ) do diodo. Assim, há uma corrente no sentido inverso, que pode provocar interferências e perdas. Diodos rápidos ou ultra-rápidos e têm esse fenômeno menos pronunciado, mas em geral a máxima tensão inversa é menor.

Dependendo das características de recuperação reversa e das técnicas de fabricação, os diodos de potência podem ser classificados em três categorias : Diodo de uso geral; Diodo de recuperação rápida e Diodo Schottky.
Diodo de Potência de Uso Geral
Estes diodo de uso geral apresentam um tempo de recuperação reversa relativamente alta ( ≈ 25µs ) e, são utilizados em aplicações de baixa velocidade, onde o tempo de recuperação do componente não é crítico (retificadores, conversores de baixa frequência - 1kHz , conversores com comutação pela linha). Estes diodos trabalham dentro de uma faixa que varia de 1A até milhares de ampères e de 50V até 5000V.

Os diodos de potência de uso geral apresentam além das duas camadas P e N, uma terceira camada. A camada N extra e intermediaria às duas convencionais é de baixa dopagem (N-) e sua função é aumentar a capacidade do componente quando aplicado em tensões elevadas.

Essa camada acrescenta uma parcela resistiva ao diodo quando em condução. Além disso, a área da seção transversal das junções é maior do que a de um diodo normal, pois a corrente circulante também é maior e isso agrega urna parcela capacitiva ao diodo quando em bloqueio. Essas características são indesejáveis porque introduzem distorções na forma de onda da comutação de um diodo de potência. Entretanto, como o dispositivo é suficientemente robusto, essas características não deverão afetar o seu funcionamento. Mesmo assim, é recomendável utilizar-se algumas técnicas de filtragem e amortecimento dos transientes provocados pela comutação dos diodos de potência.

Para realizar o teste de diodos com um multímetro devemos utilizar na escala de resistência, usa-se a escala Rx10 ou Rx1. Um diodo retificador ou de sinal (rápido) deve apresentar uma baixa resistência quando polarizado diretamente (cabo negativo no cátodo, pólo positivo no ânodo) e resistências quase infinitas na direção de polarização reversa. Um diodo ruim vai mostrar quase zero ohms (curto) ou abrir em ambas as direções.

Multímetros analógico tem a polaridade de suas pontas de prova nas cores invertidas sendo o fio vermelho negativo em relação ao preto. Correntes de fuga pequenas em diodo na polarização reversa, passam despercebidas. Para garantir que o diodo está bom, você deve fazer uma medição a mais: usando a escala de alta resistência (2 Mohm ou superior). Um diodo de Si bom normalmente apresentará resistência infinita. Quando estiver em dúvida, tente comparar a leitura com medições feitas em um diodo novo do mesmo tipo. 

© Direitos de autor. 2018: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/11/2014