APLICAÇÕES COM DÍODOS DE JUNÇÃO

São inumeráveis as aplicações de Díodos de junção PN. Entre as mais
comuns, figuram a rectificação de potência, a regulação da tensão em fon-
tes estabilizadas e obtenção de capacidades variáveis com a tensão. De
facto, um dispositivo que possui a virtude de se deixar percorrer pela cor-
rente num sentido e de se lhe opor no outro é extremamente útil na Electró-
nica em geral. Nos circuitos da Electrónica Digital, os Díodos, encarados
como componentes discretos, cumprem normalmente as mesmas fun-
ções já aqui apontadas. No entanto, já tiveram uma função importante no do-
mínio das tecnologias integradas digitais, pois uma das primeiras destas
tecnologias (a D. T. L — Diode Transistor Logic) baseava-se fundamental-
mente nestes componentes. No III capítulo deste curso — As famílias digi-
tais de circuitos integrados — tere-mos oportunidade de falar sobre este
assunto.

Vamos referir alguns exemplos de aplicações de Díodos, relacionadas
tanto com a Electrónica Analógica como com a Digital.

  

CIRCUITOS DE RECTIFICAÇÃO

Como sabe, a condução num Díodo só se verifica quando o ânodo está a um po-
tencial positivo, relativamente ao cátodo. O Díodo bloqueia a corrente quan-
do o cátodo está positivo em relação ao ânodo.
Esta unidireccionalidade dos Díodos é especialmente utilizada na con-
versão de correntes alternadas em contínuas (rectificação). Basta ver que
a grande maioria dos circuitos electrónicos activos necessitam de uma fon-
te de alimentação contínua para a polarização ou alimentação dos Transis-
tores, Amplificadores Operacionais ou outros circuitos integrados. Essa ali-
mentação contínua (D. C.) pode ser obtida a partir da energia da rede (A. C.
220 ou 110 Vef — 50 Hz ou 60Hz respectivamente) depois de devidamente
transformada e convertida em corrente contínua, através de Díodos rectificadores.

Há inúmeros circuitos rectificadores. Vamos rapidamente referir aqui os
três tipos mais vulgares.

CIRCUITO RECTIFICADOR DE MEIA ONDA

O processo prático mais simples para contruir um circuito rectificador está
ilustrado na Fig. A. Vamos rapidamente analisar o funcionamento deste circuito:

Fig. A — Circuito eléctrico dum Rectificador
de 1/2 onda.

Suponha que aplica à entrada deste circuito (A) um sinal eléctrico com uma forma de onda sinusoidal (Fig. B — I). Quando a tensão sinusoidal está na sua alternância positiva, o Díodo conduz. Então, na Resistência (ponto B) regista-se uma tensão equivalente à da entrada. Se a alternância for a negativa, o Díodo fica ao corte e a tensão na Resistência é nula. Se olhar para o gráfico da Fig B — II), é fácil compreender a razão por que se chama a este circuito "Rectificador de meia onda". Verif ica-se, contudo, que a tensão alternada não foi ainda convertida numa tensão contínua. Para isso, emprega-se um Condensador para filtrar a componente alternada à saída do Rectificador (Fig. C). Este Condensador carrega-se até ao valor de pico (Vm) da tensão alternada, através do Díodo.
Descarrega-se sobre a Resistência durante o intervalo de tempo em que o Díodo está ao corte.

Fig. B — I) Tensão sinusoidal aplicada à en-
trada do circuito Rectificador. II) Rectificação
em meia onda dessa tensão. Ill) Rectificação è
filtragem em meia onda da tensão sinusoidal.

Fig. 29  C— Circuito eléctrico dum Rectificador
de 1/2 onda com filtragem capacitiva.

Portanto, um Rectificador de meia onda fornece uma tensão de saída
com uma componente alternada apreciável. Para uma rectificação mais pre-
cisa Utiiizam-se circuitos rectificadores ligeiramente mais complexos, de-
nominados Rectificadores de onda completa. Vamos referir os dois tipos básicos: 
Rectificador de onda completa com transformador e o Rectificador de Onda Completa em ponte de Graetz.

RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA COM TRANSFORMADOR 

Na Fig. D apresenta-se o esquema deste circuito. Analisando os gráficos das
tensões eléctricas tomadas na entrada (Vj) e na saída (V0) desta montagem
(Figs. E — I e III), verifica-se que há uma duplicação da componente po-
sitiva da forma de onda(V0) aplicada na carga (R). O transformador, neste
circuito, dispõe duma tomada ou derivação no ponto médio do enrolamen-
to secundário, para assim fornecer duas tensões sinusoidais (V1 e V2)
com a mesma amplitude, mas desfasadas de 180° (em oposição de face —
ver Fig. E - II). 

Fig.  D— Circuito eléctrico dum Rectificador
de onda completa com Transformador

Durante o semiciclo em que V1 é po-
sitivo, o Díodo 1 conduz. Se conside-
rarmos os Díodos como elementos
ideais (do ponto de vista que, mal lhes
é aplicada uma tensão positiva entram
logo em condução) teremos que a ten-
são à saída (VO) é igual à tensão de en-
trada durante o semiciclo em que V1 é
positivo e o Díodo 2 está cortado. Du-
rante o outro semiciclo, em que V1 é
negativo e V2 é positivo, o primeiro
dos Díodos fica ao corte enquanto que
o Díodo 2 conduz. Deste modo, a ten-
são à saída (Vq) segue V2, como se vê na Fig. E — III. Em conclusão, a com-
ponente contínua da corrente de carga dum Rectificador de onda completa é,
obviamente, o dobro da que seria obtida por um Rectificador de meia onda,
desde que a tensão alternada à entra da seja a mesma e de que o Transfor-
mador tenha uma relação de transformação de 1:1:1 ( Sobre este assunto 
falaremos num capitulo dedicado aos transformadores).

Fig. E — I) Tensão sinusoidal aplicada à en-
trada do circuito rectificador. II) Tensões V1 e V2
obtidas no secundário do transformador. Ill)
Tensão à saída (V₀) Rectificada. IV) Tensão à
saída filtrada.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA COM PONTE DE GRAETZ

 A utilização de ambas as fases da tensão de entrada pode ser conseguida sem o uso do transformador, por intermédio do circuito com quatro Díodos em  Ponte de Graetz, que está representa do na Fig. F. 

Fig. F— Circuito eléctrico dum Rectificador
de onda completa com Ponte de Graetz

Observando este circuito conclui-se que, quando a tensão à entrada (Va) é positiva, os Díodos 2 e 3 conduzem, enquanto que os Díodos 1 e 4 ficam cortados. Deste modo, o terminal superior da Resistência (R) fica em ligação directa com o terminal (A) onde está aplicada a tensão de entrada. Então a tensão aplicada à Resistência é a correspondente à tensão aplicada na entrada durante o semiciclo positivo. Por outro lado, quando a tensão (Va) é negativa, os Díodos 1 e 4 conduzem, ao passo que 2 e 3 ficam cortados. O terminal superior da carga fica agora ligado ao terminal (B) onde é aplicada a tensão. Na Resistência é aplicada uma tensão simétrica proporcional da alternância negativa da tensão de entrada (ver Fig. G — I, II).



E claro que, se colocarmos em paralelo com a Resistência o Condensador de filtragem já mencionado no Rectificador de meia onda, se consegue atenuar bastante a ondulação registada na saída dos Rectificadores de onda completa e obter uma componente contínua muito mais rigorosa. Na lição seguinte, descreveremos algumas aplicações digitais com Díodos. 

Fig. G —- I) Tensão sinusoidal aplicada a entra-
da do circuito rectificador. II) Tensão a saída
(V_R)rectificada. Ill) Tensão a saída filtrada.