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Fotodiodos PN
| Topo pág | Fim pág |Uma junção PN pode emitir luz sob ação de uma corrente elétrica conforme já visto. E o processo inverso também é possível, ou seja, a luz pode gerar uma corrente elétrica em uma junção PN.
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| Figura 01 |
É basicamente um diodo de junção com características construtivas para direcionar a incidência de luz para a camada P. Esta última, por sua vez, é bastante delgada e sua espessura tem relação com o comprimento de onda da luz a detectar.
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| Figura 02 |
A Figura 02 (a) mostra a ligação básica.
Desde que a tensão gerada é muito baixa, é comum o uso de um amplificador operacional como em (b) da mesma figura. Neste circuito, os pulsos de saída são invertidos em relação aos pulsos de luz na entrada.
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| Figura 03 |
A Figura 03 mostra dois arranjos básicos (sem inversão e com inversão de pulso) com uso de amplificadores operacionais.
Observar que, em qualquer caso, o fotodiodo deve trabalhar com polarização inversa.
Diodos túnel
| Topo pág | Fim pág |São diodos de junção PN com elevadas concentrações de impurezas (dopagem) em ambas as camadas. Nessa situação, a região de depleção é muito estreita, na faixa de "algumas dezenas de átomos" de espessura.
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| Figura 01 |
O resultado é o comportamento de resistência negativa, isto é, a corrente diminui com o aumento de tensão, em uma parte da curva de polarização direta. Ver Figura 01 (a).
A característica de resistência negativa permite a construção de osciladores simples como o circuito da Figura 01 (b). A elevada dopagem faz com que a maior parte dos portadores sejam buracos e elétrons, que têm ação bastante rápida. Assim, pode operar em freqüências elevadas.
Entretanto, os diodos túnel são pouco usados atualmente. As principais desvantagens são a baixa potência e o custo, fatores que são melhor atendidos por outras tecnologias.
Diodos Gunn
| Topo pág | Fim pág |O diodo Gunn tem uma característica bastante particular: é construído apenas com semicondutor tipo N, ao contrário do par PN dos demais. Na realidade, é um oscilador de microondas.
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| Figura 01 |
São construídos em três camadas conforme indicado na Figura 01 (a). A camada central tem um nível de dopagem menor.
O dispositivo exibe característica de resistência negativa conforme gráfico (c) da mesma figura.
O material semicondutor pode ser arsenieto de gálio (GaAs) ou nitreto de gálio (GaN), este último para freqüências mais elevadas.
Podem oscilar em freqüências de cerca de 5 GHz até cerca de 140 GHz.
Em geral são fornecidos como parte de um conjunto oscilador conforme (d) da figura. (b) é o circuito equivalente do diodo oscilante na cavidade.
A freqüência gerada por um diodo Gunn depende principalmente da espessura da camada ativa. Entretanto, dentro de certos limites, ela pode ser ajustada pela ressonância da cavidade. Na figura citada, isso é dado pela haste de sintonia.
Diodos varactor
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| Figura 01 |
A espessura dessa região aumenta com o aumento da polarização inversa e ela quase não conduz (como um dielétrico), ou seja, um diodo inversamente polarizado pode funcionar como um capacitor, cuja capacitância varia de acordo com a tensão aplicada. Ver Figura 01 (a).
Conhecidos também pelo nome varicap, tais diodos são basicamente diodos de junção construídos especificamente para funcionar como capacitores variáveis. Sintonia de circuitos é a principal aplicação.
O gráfico (b) da Figura 01 uma variação capacitância x tensão inversa típica. Em (c), símbolos usuais para diagramas.
Em (d), exemplo da sintonia com varactor de um circuito ressonante para uso em osciladores.
Diodos PIN
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| Figura 01 |
Quando diretamente polarizado, buracos e elétrons são injetados na camada intrínseca I e suas cargas não se anulam de imediato, elas ficam ativas por um determinado período. Isso resulta em uma carga média na camada que possibilita a condução. Na polarização nula ou inversa, não há carga armazenada e o diodo se comporta como um capacitor em paralelo com a resistência própria do conjunto.
Com tensão contínua ou de baixa freqüência, o diodo PIN tem comportamento próximo do diodo de junção PN. Em freqüência mais altas, de períodos inferiores ao tempo de duração das cargas, a resistência apresenta uma variação característica com a corrente. Isso dá ao componente aplicações variadas em altas freqüências, como chaves, atenuadores, filtros, limitadores, etc.
A Figura 01 (c) dá exemplo de uso como chave de radiofreqüência em um conjunto transmissor e receptor que compartilham a mesma antena. Se +V é aplicado, o transmissor é conectado à antena e o receptor, bloqueado. E vice-versa.
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