Explique o que são: diodo de junção, diodo de barreira Schottky e diodo Zener. Quais as principais diferenças entre eles? (use exemplos de aplicação para cada um deles)
Passo 1
A questão pede pra explicar o que são os três tipos de diodos — junção (PN), barreira Schottky e Zener — e destacar as diferenças principais entre eles, ilustrando com exemplos de aplicação. Para isso vamos usar conceitos de semicondutores, polarização direta/reversa, mecanismo de condução e regime de ruptura.
Passo 2
Um diodo de junção PN é formado por dois semicondutores dopados, um tipo P (com buracos) e outro tipo N (com elétrons). Na polarização direta, a região de depleção se estreita e o diodo conduz corrente a partir de aproximadamente 0,6
V (silício). Na polarização reversa, a corrente de fuga é muito pequena até a ruptura (normalmente acima de 50
V), quando ocorre avalanche. Exemplo de aplicação: retificação em fontes de alimentação (conversão AC↦DC) e circuitos de proteção contra inversão de polaridade.
V (silício). Na polarização reversa, a corrente de fuga é muito pequena até a ruptura (normalmente acima de 50
V), quando ocorre avalanche. Exemplo de aplicação: retificação em fontes de alimentação (conversão AC↦DC) e circuitos de proteção contra inversão de polaridade.
Passo 3
O diodo de barreira Schottky é um dispositivo metal-semicondutor (geralmente metal-silício N) que forma uma barreira de energia sem região de depleção PN clássica. Isso resulta em tensão de condução direta menor (~0,2–0,4
V) e recuperação rápida (menor capacitância). Exemplo de aplicação: retificadores de alta frequência em conversores DC-DC e circuitos de baixa queda de tensão.
V) e recuperação rápida (menor capacitância). Exemplo de aplicação: retificadores de alta frequência em conversores DC-DC e circuitos de baixa queda de tensão.
Passo 4
O diodo Zener é um diodo PN especialmente dopado para que, em polarização reversa, ele entre em avalanche (ou Zener) a uma tensão bem definida (por exemplo, 5,1
V). Nessa região, ele mantém a tensão quase constante mesmo com variação da corrente. Exemplo de aplicação: reguladores de tensão simples, referência de tensão e proteção contra surtos de sobretensão.
V). Nessa região, ele mantém a tensão quase constante mesmo com variação da corrente. Exemplo de aplicação: reguladores de tensão simples, referência de tensão e proteção contra surtos de sobretensão.
Passo 5
Principais diferenças:
• Estrutura: PN clássico vs. metal-silício (Schottky) vs. PN superdoplado (Zener).
• Queda direta: ~0,6
V (PN) vs. ~0,2–0,4
V (Schottky) vs. ~0,6
V (direto no Zener).
• Mecanismo reverso: bloqueio (PN) vs. bloqueio rápido (Schottky) vs. condução controlada em ruptura (Zener).
• Velocidade: média (PN) vs. alta (Schottky) vs. lenta em avalanche (Zener).
• Uso típico: retificação geral (PN), retificação de alta eficiência/alta frequência (Schottky), regulação de tensão/proteção (Zener).
• Estrutura: PN clássico vs. metal-silício (Schottky) vs. PN superdoplado (Zener).
• Queda direta: ~0,6
V (PN) vs. ~0,2–0,4
V (Schottky) vs. ~0,6
V (direto no Zener).
• Mecanismo reverso: bloqueio (PN) vs. bloqueio rápido (Schottky) vs. condução controlada em ruptura (Zener).
• Velocidade: média (PN) vs. alta (Schottky) vs. lenta em avalanche (Zener).
• Uso típico: retificação geral (PN), retificação de alta eficiência/alta frequência (Schottky), regulação de tensão/proteção (Zener).
Resposta
O diodo PN é o mais comum para retificação geral, o Schottky destaca-se por baixa queda de tensão e alta velocidade (conversores e RF), e o Zener opera em ruptura reversa controlada para regulação de tensão e proteção contra surtos.