Compare as características de um diodo de silício e de germânio e determine qual você prefere para a maioria das aplicações práticas. Dê alguns detalhes. Consulte a lista de diodos de um fabricante e compare as características de um diodo de germânio e de silício de especificações máximas semelhantes.
Passo 1
O enunciado pede para comparar diodos de germânio e de silício, analisando características como tensão direta, corrente de fuga, tensão reversa máxima, velocidade de comutação e estabilidade térmica, e então escolher qual tipo é mais adequado para a maioria das aplicações práticas. O conteúdo envolve semicondutores e parâmetros de diodos de junção PN.
Passo 2
Escolhemos dois diodos de um mesmo fabricante (por exemplo, Vishay) com especificações máximas semelhantes em ordem de grandeza:
– Diodo de germânio 1N34A
• Tensão reversa máxima
• Corrente direta média
• Corrente reversa típica (em
V)
• Tensão direta típica V (em
mA)
• Velocidade de comutação não especificada, mas geralmente lenta (>100 ns)
– Diodo de silício 1N Tensão reversa máxima
• Corrente direta média
• Corrente reversa típica (em
V)
• Tensão direta típica V (em
mA)
• Tempo de recuperação reversa
– Diodo de germânio 1N34A
• Tensão reversa máxima
• Corrente direta média
• Corrente reversa típica
• Tensão direta típica
• Velocidade de comutação não especificada, mas geralmente lenta (>100 ns)
– Diodo de silício 1N
• Corrente direta média
• Corrente reversa típica
• Tensão direta típica
• Tempo de recuperação reversa
Passo 3
Comparando tensão direta
:
– O diodo de germânio tem a
V em correntes na faixa de 1 mA a 10 mA.
– O diodo de silício tem a
V na mesma faixa de corrente.
Explicação: a lacuna de energia do germânio ( eV) é menor que a do silício (
eV), logo exige menor tensão para conduzir.
– O diodo de germânio tem
– O diodo de silício tem
Explicação: a lacuna de energia do germânio (
Passo 4
Comparando corrente de fuga
em polarização reversa:
– Diodo de germânio: a
V
– Diodo de silício: a
V
Impacto prático: alta fuga no germânio gera maior ruído e consumos indesejados em blocos de entrada de amplificadores ou detectores de sinal fraco.
– Diodo de germânio:
– Diodo de silício:
Impacto prático: alta fuga no germânio gera maior ruído e consumos indesejados em blocos de entrada de amplificadores ou detectores de sinal fraco.
Passo 5
Comparando velocidade de comutação:
– Germânio (1N34A ou similar) normalmente apresenta tempos de recuperação reversa na faixa de dezenas a centenas de nanosegundos, ou até microsegundos.
– Silício (1N4148) tem ns, permitindo aplicações em alta frequência e chaveamento rápido.
Conclusão: para sinais rápidos ou RF, silício é muito superior.
– Germânio (1N34A ou similar) normalmente apresenta tempos de recuperação reversa na faixa de dezenas a centenas de nanosegundos, ou até microsegundos.
– Silício (1N4148) tem
Conclusão: para sinais rápidos ou RF, silício é muito superior.
Passo 6
Outros parâmetros relevantes:
– Tensão reversa máxima e corrente direta máxima
são maiores no silício (100 V e 200 mA) do que no germânio (50 V e 50 mA), dando margem em retificação e proteção.
– Estabilidade térmica: variação de em silício é cerca de
, já em germânio é maior
a
, o que complica projetos sensíveis a temperatura.
– Tensão reversa máxima
– Estabilidade térmica: variação de
Passo 7
Para a maioria das aplicações práticas — retificação, proteção contra inversão de polaridade, chaveamento em alta frequência, leitura de sensores — o diodo de silício oferece maior robustez (maior
e
), muito menor corrente de fuga, comutação mais rápida e melhor estabilidade térmica. O germânio fica restrito a detectores de sinal muito fraco ou circuitos onde se quer aproveitar o baixo
.
Resposta
Prefiro o diodo de silício para a maioria das aplicações práticas, pois ele combina baixa corrente de fuga, alta tensão reversa admissível, maior corrente direta, comutação rápida e melhor estabilidade térmica.