O Site do Hardware Livre - OSHW

Diodos Schottky na proteção contra transientes (ART669)

Diversas são as ameaças aos aparelhos alimentados pela rede de energia. Picos de tensão de curta duração, denominados transientes assim como surtos estão presentes em todos os circuitos que estejam ligados á rede de energia ou a meios em que tais distúrbios possam ser induzidos. Esses fenômenos são extremamente perigosos para a integridade dos equipamentos devendo sempre serem tomadas as devidas providências para sua neutralização. Uma solução muito adotada em diversos casos é a que faz uso de diodos Schottky. Neste artigo trataremos justamente deste assunto. Este artigo foi revisado em 2012, mantendo-se atual pelo sua abordagem ao problema.

Transientes são picos de tensão de curta duração que podem atingir os circuitos causando-lhes danos. De fato, em alguns casos, os picos podem ser muitas vezes maiores do que a tensão máxima suportada por um circuito e isso é fatal para sua integridade.

Estes picos podem ter origem externa ou serem geradas no próprio circuito, mas qualquer que seja sua origem em havendo a possibilidade de que eles ocorram, providências devem ser tomadas para que eles não afetem componentes sensíveis.

As maneiras mais simples de se fazer a limitação dos pulsos que podem afetar os circuitos são a limitação (clipping) e o ceifamento (clamping). Veja que esses dois termos têm significados diferentes.

A limitação ou clipping consiste em se limitar uma tensão num circuito aproveitando-se o limiar da condução de um diodo no sentido direto. Por outro lado, o ceifamento ou clamping consiste em se limitar uma tensão nos dois sentidos pelo uso de diodos anti-paralelos. Em outras palavras na limitação temos que a tensão fica sempre abaixo de certo valor, enquanto que no ceifamento temos uma janela de passagem para a tensão. Na figura 1 temos um circuito ceifador ou clamping usando dois diodos Schottky.

 

Figura 1
Figura 1

 

No entanto, não é qualquer tipo de diodos que pode proporcionar a proteção desejada para esta aplicação. Os diodos usados devem ter características apropriadas e os diodos Schottky são os que melhores se prestam a isso, pois:

 

  • Possuem baixo limiar de condução no sentido direto
  • São rápidos
  • Podem manusear correntes elevadas

 

 

Analisemos estas características individualmente para que o leitor entenda melhor sua importância:


* Baixa tensão de condução

Os diodos comuns de silício começam a conduzir com uma tensão relativamente elevada e, além disso, sua condução não aumenta numa velocidade suficientemente rápida para que eles possam manusear convenientemente um transiente muito rápido. Antes que ele comece a conduzir, o transiente já fez seu "estrago". Diferentemente, os diodos Schottky, começam a conduzir antes e sua resposta à tensão é mais acentuada, conforme mostram as curvas comparativas da figura 2.

 

Figura 2
Figura 2

 

O diodo da esquerda é comum de silício enquanto que o da direita é um diodo Schottky

 

* Comutação Rápida

Os diodos Schottky são suficientemente rápidos para poderem conduzir no tempo em que o transiente tem sua tensão se elevando ao ponto de máximo respondendo, portanto de forma adequada na eliminação desse elemento indesejável.

 

* Capacidade de operar com correntes elevadas

A construção dos diodos Schottky permite que eles possam operar com correntes elevadas. De fato, influi nisso a baixa tensão de condução no sentido direto que é responsável pela queda de tensão no componente, a qual multiplicada pela intensidade da corrente determina a quantidade de calor gerado.

 

O Diodo Schottky

Enquanto que os diodos comuns de silício são formados pela união de semicondutores do tipo P e N, os diodos Schottky são formados pelo contacto de um metal com um material semicondutor N ou P. Para o caso de um diodo formado por um metal e um material N, na junção desses materiais, elétrons livres fluem através da junção do semicondutor para o material. Esse fluxo de portadores de carga cria um potencial de junção. A diferença de energia entre o metal e o semicondutor é denominada "barreira de Schottky", dando nome portanto ao dispositivo.

As características dos tipos P são um pouco diferentes. Para as aplicações que envolvem a proteção de circuitos, os diodos com semicondutores do tipo N são os preferidos, pois podem operar com tensões inversas maiores e com picos maiores de corrente.

Na prática, é possível dimensionar os eletrodos e ao mesmo o tipo de dopagem que, combinado com o metal usado pode levar a diodos que tenham características apropriadas para a função de proteção de circuitos.

Nessa otimização das características é importante a redução da capacitância, pois ela determina justamente a velocidade de resposta do componente. Uma capacitância elevada, por exemplo, faz com que o transiente tenha antes de carregá-la para depois ter efeito sobre a junção que entra em condução reduzindo, portanto a velocidade de ação do diodo.

O leitor que pretende usar diodos Schottky em circuitos de proteção deve portanto estar atento às suas características. Não é qualquer diodo que serve para esta função. Deve-se analisar antes o tipo de transiente que se deseja eliminar, as características do circuito para então se fazer a escolha apropriada. Nos catálogos dos fabricantes são encontradas as especificações que devem ser levadas em conta para esta finalidade.

BUSCAR DATASHEET

 


N° do componente 

(Como usar este quadro de busca)

 

Opinião

Mês de Aniversário - 10 Anos (OP195b)

Este é um mês especial para nós. Comemoramos o décimo aniversário do Instituto Newton C. Braga e de nosso site. O que se pensou inicialmente que seria um pequeno blog para dar continuidade ao meu trabalho de até então 50 anos se tornou um verdadeiro portal da eletrônica com edições em espanhol e em inglês. Na verdade, quando isso ocorreu o pensamento de alguns é que as coisas na internet estavam com os dias contados. Era uma “Febre de Momento” como ouvi dizer de alguns. Não era e fomos em frente.

Leia mais...

Cavalo
Olho vivo, porque cavalo não desce escada
Ibrahim Sued em "O globo", pasquim - Ver mais frases


Instituto Newton C Braga
Entre em contato - Como Anunciar - Políticas do Site

Apoio Social
Lions Clube de Guarulhos Sul SOS Mater Amabilis
Advertise in Brazil
If your business is Electronics, components or devices, this site is the correct place to insert your advertisement (see more)