Diodos retificadores

 Diodos são componentes eletrônicos que pertencem a uma classe diferente chamada de semicondutores (para mais informações sobre esses materiais veja Semicondutores) os diodos são construidos através de uma Junção de materiais P e N, o material P é o anodo e o material N é o catodo.

Nos retificadores o componente físico e o esquema elétrico estão representados acima, o cátodo é marcado com uma barra vertical,

O funcionamento do  diodo consiste em permitir a passagem de corrente apenas em um sentido, em seu esquema ideal quando diretamente polarizado, com o anodo conectado ao ponto mais positivo e o cátodo conectado ao ponto mais negativo, o diodo deve funcionar como um curto circuito, permitindo a passagem da corrente elétrica, mas quando reversamente polarizado com o cátodo conectado ao terminal positivo e o anodo no negativo, o diodo funcionaria como uma chave aberta, impedindo a passagem da corrente.

Obviamente o comportamento ideal não é observado em circuitos reais, quando usamos um diodo retificador diretamente polarizado há uma queda de cerca de 0,7V no componente devido a junção dos materiais P e N, e quando reversamente polarizados ele funciona como chave aberta somente até um certo ponto, pois a partir de certa tensão reversa o diodo queima e passará a conduzir: como podemos ver na curva do componente:

 

Imagem retirada do livro: Introdução à análise de circuitos, Robert L. Boylestad 12° edição.

Nesse gráfico vemos uma representação do diodo que é mais fiel à realidade, mas por causa da escala, nem tudo pode ser visto nessa curva, se a tensão reversa em um diodo for grande demais ele irá passar a conduzir, pois entra na região de zener ou avalanche, diodos retificadores não são próprios para trabalhar nessa região da curva, então se alcançarem ela é porque o diodo queimou, mas existem outros componentes capazes de funcionar sob essas condições, para o diodo 1N4004 a máxima tensão reversa que ele pode bloquear é 400V, veja um exemplo do funcionamento de um diodo quando submetido à uma tensão alternada:

  

Nesse exemplo a entrada foi configurada como uma onda senoidal, de 50V de amplitude e 60Hz.Observe como é a forma de onda antes e depois do diodo.

Nessa curva em amarelo temos o ponto antes do diodo, e em azul o ponto entre o diodo e o resistor. Perceba duas coisas importantes aqui:

1) O ponto máximo da onda depois do diodo, não coincide com o ponto máximo antes do diodo, isso acontece porque como existe uma queda de 0,7V em diodos de silicio, a amplitude que antes era de 50V, ou seja 25V de pico, depois do diodo terá 24,3V de pico.

2) A onda depois do diodo começa um pouco depois e termina um pouco antes da onda inicial, isso acontece porque, como existe um mínimo de 0,7V para o diodo funcionar. quando a senóide está em um valor entre 0 e 0,7V não haverá condução, mesmo que o diodo esteja diretamente polarizado.

Aqui eu disse que existe uma queda de tensão de 0,7 V em diodos de silício, isso porque diodos de materiais diferentes tem quedas de tensão diferentes, um diodo de germânio por exemplo tem uma queda de tensão de apenas 0,3V.