O que é um diodo de junção PN?
Um diodo de junção pn é um dispositivo semicondutor básico que controla o fluxo de corrente elétrica em um circuito. Possui um lado positivo (p) e um lado negativo (n). Se você está lendo esta lição em um computador ou laptop que está conectado a uma tomada elétrica, provavelmente está usando esse diodo agora. Se continuar, você descobrirá onde provavelmente encontrará esse diodo.
Mas, por enquanto, vamos falar sobre a composição de um diodo de junção pn. Na verdade, é uma coisa bem simples. A maioria deles é feita de silício, o que permite que o diodo opere em temperaturas mais altas, importante para evitar o superaquecimento de seus eletrônicos. Para fazer um diodo de junção pn, uma impureza diferente é adicionada a cada lado de um semicondutor de silício para alterar quantos buracos extras ou elétrons estão presentes. Em um semicondutor de silício puro, há um número igual de buracos para os elétrons. Se houver mais lacunas do que elétrons, esse lado é o lado p. Se houver mais elétrons do que buracos, ele se tornará o lado n. No entanto, só porque há um lado positivo e um negativo, isso não significa que o material seja de alguma forma eletricamente carregado. Como as impurezas foram adicionadas, o material ainda é eletricamente neutro.
Quando você coloca um lado positivo com um lado negativo juntos, você obtém uma junção pn que também é um diodo pn. Portanto, você obtém o nome de diodo de junção pn.
Nos desenhos, os diodos são desenhados com um triângulo apontando para uma linha. O triângulo atua como uma seta mostrando em qual direção a corrente está fluindo. A base do triângulo é o lado positivo e a extremidade com a linha é o lado negativo do diodo. A corrente flui de positivo para negativo. Se a corrente tentar fluir para o outro lado, o diodo bloqueará a corrente, daí a linha na ponta do triângulo. Isso é para mostrar que se a corrente tentar fluir nessa direção, não funcionará.
Como funciona
Então, como isso ajuda a controlar o fluxo da corrente?
Se uma corrente está fluindo na mesma direção que o diodo de junção pn chamado polarização direta, então as coisas funcionarão suavemente com os orifícios positivos movendo-se para o lado negativo e vice-versa. Isso mantém a corrente fluindo. Mas se a corrente está fluindo na outra direção, chamada polarização reversa, então ela forma uma barreira no meio do semicondutor bloqueando o movimento dos buracos e elétrons e interrompendo o fluxo da corrente.
Usos de diodo de junção PN
A capacidade de controlar o fluxo de corrente dessa forma torna o diodo de junção pn um dispositivo semicondutor simples, porém poderoso. Existem duas grandes aplicações com isso: para converter a entrada CA em saída CC e funcionar como um switch.
O primeiro uso é aquele que você provavelmente está fazendo agora. A maioria dos computadores e laptops requerem um adaptador CA para funcionar. Isso ocorre porque a maioria dos eletrônicos só funciona com uma corrente CC em vez de uma corrente CA com corrente positiva e negativa. Usando o diodo, ele evita que a corrente mude de direção, mas a eletricidade ainda circula com a corrente CA.
Como uma chave, os diodos de junção pn são usados em circuitos lógicos onde o fluxo de corrente significa sim e não, corrente significa não. Novamente, dentro do seu computador existem circuitos lógicos bastante avançados que permitem que o seu computador execute tarefas lógicas bastante complicadas. Basta abrir o programa da calculadora em seu computador e aplicar o problema mais difícil que você conhece. Sem dúvida, seu computador lida com isso com facilidade. Você não vê, mas esse cálculo foi feito com eletricidade passando por alguns circuitos lógicos com diodos agindo como um interruptor e dizendo ao computador qual é a resposta certa. Depois que toda a lógica for concluída, você verá o resultado na tela.
Exemplo de Diodo de Junção PN
Aqui está um exemplo de um diodo em um esquema de circuito.
 |
Na verdade, este é um exemplo de um adaptador CA básico em funcionamento. Você tem sua alimentação AC e seu diodo. O resistor representa a carga uma vez que o sistema está ligado. O diodo desliga o circuito quando a corrente muda de direção.
Resumo da lição
Vamos levar alguns minutos para revisar as informações importantes que aprendemos. Um diodo de junção pn é um dispositivo semicondutor básico que controla o fluxo de corrente elétrica em um circuito. Ele tem um lado positivo (p) e um lado negativo (n) criado pela adição de impurezas a cada lado de um semicondutor de silício.
O símbolo para um diodo de junção pn é um triângulo apontando para uma linha.
 |
O ponto em que o triângulo está apontando mostra para que lado o diodo deixará a corrente fluir. Este está permitindo que a corrente flua da direita para a esquerda com o lado direito sendo o lado positivo. Dois usos importantes para os diodos de junção pn são: para converter a entrada CA em saída CC e funcionar como uma chave.