Diodos de Silício (Silicon Diodes): Chave para Eletrônica Moderna

Um diodo de silício (silicon diode) é um semicondutor que tem polaridade positiva e negativa, e pode permitir que corrente elétrica flua em uma direção enquanto a restringe na outra. O elemento silício, em sua forma pura, atua como um isolante elétrico. Para permitir que conduza eletricidade, quantidades minúsculas de outros elementos — em um processo conhecido como dopagem (doping) — são adicionadas a ele. Estes criam o material semicondutor carregado usado para construir diodos de silício, que são então frequentemente utilizados em rádios, computadores, fontes de alimentação corrente alternada-corrente contínua (CA/CC), e como sensores de temperatura e radiação, entre outras aplicações.

Quando um diodo de silício é feito, ele tem tanto um lado positivo quanto negativo, e uma conexão entre os dois, conhecida como junção p-n. Os dois lados diferentemente carregados são resultado de diferentes elementos sendo adicionados ao silício. O lado positivo, conhecido como ânodo (anode) e feito de silício tipo p, é dopado com boro ou gálio. Sua estrutura atômica, combinada com o silício, cria a carga positiva. Adicionar fósforo ou arsênio cria o cátodo negativo (cathode), feito de silício tipo n, de maneira similar.

A voltagem do diodo de silício tem um polarização direta (forward bias) de 0,7 volts. Isso significa que 0,7 volts são necessários para alimentar o diodo. Uma vez que esta quantidade de energia passa através dele, ele conduzirá corrente elétrica através de sua junção p-n. Também interromperá a maior parte da corrente de fluir no reverso. Todo diodo de silício tem uma voltagem máxima que pode ser aplicada a ele em reverso antes que se rompa (breakdown). Isso tende a ser pelo menos 50 volts ou mais.

De certa forma, o diodo pode ser pensado como uma válvula de retenção elétrica (check valve) porque passa energia excedente para frente, mas geralmente não deixa uma quantidade mensurável voltar através no reverso. Uma quantidade muito pequena de corrente pode, de fato, fluir em reverso através do diodo, mas é tão minúscula que uma falha de circuito a partir desta quantidade seria tipicamente rara.

Como um diodo de silício geralmente só permite que a potência flua em um sentido, pode ser usado para proteger outros dispositivos em um circuito, como transistores, de receber muita potência e queimar. Além disso, diodos de silício especialmente configurados, conhecidos como diodos Zener, podem ser usados para manter uma voltagem fixa. Estes são feitos para intencionalmente conduzir alguma eletricidade para trás quando necessário, a fim de manter uma quantidade precisa fluindo.