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Diodos e Transistores: – Por que tantos diferentes?

Parte I – Diodos

Os diodos semicondutores foram os primeiros componentes de “estado sólido” há aparecerem e iniciarem o processo de “aposentadoria” das válvulas. Mais tarde vieram os transistores.

Lá pelos idos da década de 70 um diodo conhecido como BY127, fabricado pela Philips, teve os seus cinco minutos de fama e era “pau pra toda obra”. Um pouco depois começaram a aparecer os diodos russos da Semikron e pouco a pouco a lista foi aumentando.

Quantas vezes eu substitui a 35W4 por um destes “bichinhos” tendo que colocar um baita resistor de potência em série para suprir a ausência do filamento da dita cuja. Era quase que trocar seis por meia dúzia!

Devagarinho os transistores foram chegando, a maioria, ainda de germânio e ocupando o espaço que era das válvulas.

Começou então a época do “manual de equivalência” para tentar encontrar por aqui um espécime “nacional” ou mesmo japonês de um outro transistor “japonês” para o radinho de pilhas.

A maior preocupação na substituição destes componentes era comparar a corrente e a tensão de coletor e “estava tudo resolvido”. Quando muito alguém se preocupava com o beta ou hfe.

A tecnologia avançou e de lá pra cá muita coisa mudou e hoje temos que ter preocupações que nem se cogitavam naquela época.

Os manuais de equivalência também foram aposentados.

Vejamos quais as especificações com que devemos nos preocupar, hoje em dia, na substituição de um semicondutor e que passaram a ser extremamente relevantes.

Comecemos pelos diodos

A primeira preocupação que devemos ter quando precisamos substituir um diodo retificador e não encontramos o original é, sem dúvida, com relação à corrente direta e a tensão de pico inverso (que não é o valor da tensão AC da rede que será retificada).

Se estamos lidando com os diodos que ficam na entrada de uma fonte linear ou chaveada, tanto faz, observar estes dois parâmetros é suficiente,

porque neste estágio a frequência é a da rede, por tanto 60Hz.

Entretanto, se o diodo está no secundário de uma fonte chaveada, num inverter, naetapa de saída horizontal de televisores ou monitores com CRTou ainda em qualquer outro circuito que opere com frequências bem mais altas que as da rede elétrica (no Brasil 60Hz) outros parâmetros muito importantes precisam ser levado em consideração: – os tempos de chaveamento.

São eles:

1)    storage time

2)   reverse recovery time

Comecemos por traduzir estes “palavrões” em inglês embora você deva, ou melhor, tenha que se acostumar com eles (e outros mais), pois só os verá escritos desta forma.

Então, lá vai: storage timesignifica tempo de armazenamento e reverse recovery time é o tempo de recuperação reversa.

Vamos entender o que estes parâmetros significam exatamente.

Devem ter lhe dito, um dia, que quando polarizamos um diodo inversamente ele não conduz e, portanto a corrente nele é nula.

Isto pode até ser pouquinho verdade se a inversão de polaridade sobre o diodo ocorrer em intervalos de tempo relativamente longos, ou seja, se a onda que ele está retificando for de frequência baixa como é o caso da rede elétrica.

Entretanto, quando a inversão de polaridade ocorre muito rapidamente, o diodo mantém alguns portadores de carga armazenados certo tempo que é o tal do storage time (tempo de armazenamento) e assim o diodo ainda continuará a conduzir uma espécie de corrente de fuga mesmo com a polaridade invertida entre cátodo e ânodo.

No momento em que todos ou quase todos os portadores de carga tiverem “ido embora” o diodo estará totalmente recuperado e assim, ficará completamente cortado parando de conduzir.

O intervalo de tempo para isto ocorrer (o portadores de carga “irem embora”) é chamado tempo de transição.

Nos data sheets dos diodos  aparece a sigla trr que o reverse recovery time ou tempo de recuperação reversa que é o que nos interessa, pois ele corresponde ao tempo de armazenamento mais o tempo de transição.

Características do diodo

Características do diodo

 

 

 

 

 

 

 

Características do diodo

Características do diodo

 

 

 

 

 

 

Observe nos dois data sheets a diferença significativa no trr destes dois diodos. Enquanto na tabela da esquerda temos 50 ou 75ns, na da direita temos o dobro ou triplo do tempo de recuperação, ou seja, 150ns o que convenhamos, é uma grande diferença.

Colocar um diodo com trr = 150ns no lugar de um com 50ns pode “dar zebra”, simplesmente porque ele é “mais lerdo”, isto é, demora mais tempo para se recuperar.

A consequência desta substituição inadequada será o aquecimento excessivo do diodo que acabará queimando. E, o que é pior, dependendo de sua função no circuito poderá levar outros componentes para “o túmulo” junto com ele.

A partir deste momento você transformou um defeito “natural” por outro provocado por você e é aí que mora o perigo.

Como procurar um diodo substituto ou equivalente

Atualmente temos centenas ou talvez milhares de fabricantes de semicondutores dentre eles uma grande parte (ou todos) asiáticos.

Exceto no caso de algum componente com parâmetros muito específicos que só é produzido por um fabricante, podemos encontrar diodos ou transistores “quase iguais” com códigos diferentes.

Quando um modelo de alguma marca é muito vendido por aqui e um determinado componente apresenta alto índice de falhas o comércio logo dá um jeito de colocá-lo à venda. Original ou falsificado ninguém sabe!

Por outro lado, quando se trata de uma “figurinha” difícil o primeiro passo deverá ser tentar encontrar o data sheet com a ajuda de “São Google” e verificar os parâmetros, não se esquecendo, é claro, do que acabamos de estudar.

A seguir procuramos ver o que temos no comércio para aplicações similares e novamente buscamos os data sheets e comparamos os parâmetros até encontrar um que, embora não seja equivalente, pode ser utilizado como substituto.

Uma o observação. O “equivalente” é o componente produzido por outro fabricante, mas com parâmetros exatamente igual ao “original” ou seja, é uma espécie de “genérico” da eletrônica.

Vale lembra que assim como colocar um diodo que suporta, por exemplo, 15A no lugar do que estava no circuito e era para, digamos, 10A não trará problemas algum, a mesma coisa acontece com o reverse recovery time.

Só que aqui devemos utilizar um que tenha trr menor que o original, já que neste caso ele é “mais rápido”. Estes diodos são denominados de FAST (rápido) e ULTRA FAST     (ultra rápidos).

É óbvio que não basta nos preocuparmos com o reverse recovery time, precisamos também confrontar a corrente e a tensão de pico inverso que o diodo suporta.

A última dica é: – não confiei muito na indicação do balconista porque ele, provavelmente, ouviu “o galo cantar, só não sabe onde” ou está chutando.

Talvez alguma informação dada em um fórum possa ajudar, mas, novamente, não confiei cegamente. Deixe de ser preguiçoso e seja um “São Tomé”. Veja para crer seguindo as dicas que foram dadas aqui.

Para não confundir sua cabeça com tanta informação ao mesmo tempo deixarei para o próximo post a análise dos parâmetros de chaveamento dos transistores.

Temos um encontro marcado no próximo sábado.

Até sempre.

Técnico em eletrônica formado em 1968 pela Escola Técnica de Ciências Eletrônicas, professor de matemática formado pela UFF/CEDERJ com especialização em física. Atualmente aposentado atuando como técnico free lance em restauração de aparelhos antigos, escrevendo e-books e artigos técnicos e dando aula particular de matemática e física.

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12 Responses to “Diodos e Transistores: – Por que tantos diferentes?”

  1. Moacir de Jesus Góis disse:

    Como sempre o professor Brites descomplicando. Eu o admiro muito pelo seu desprendimento.

  2. Ao amigo Brites, só posso deixar aqui meus elogios pela sempre alta qualidade de seus artigos que nos trazem informações novas e permitem rever as antigas que as vezes por falta de usa-las no dia à dia, acabam caindo no esquecimento e podem em determinadas situações nos causando enormes prejuízos!
    Parabéns e vamos somando mais informações a cada dia!

    • paulobrites disse:

      Em primeiro lugar obrigado pela força. Isso vale mais do que dinheiro.
      Sempre fui auto-didata e não me conformei me não saber porque as coisas não funcionam como deveriam. Hoje, afastado do dia-a-dia pesado, da bancada me sobra tempo para pesquisar e trazer a tona estas informações para nossos colegas “sofredores”.
      A facilidade que tenho com a língua inglesa me ajuda muito nestas descobertas e como “caixão não tem gavetas” prefiro compartilhar com os vivos minhas descoberta.

  3. Luis Carlos Guimarães disse:

    Caro prof. Paulo, um forte abraço com o calor aqui do Sul,
    Nesta aulo encontrei muitos explicações para problemas ao longo do tempo que nunca haviam sido postas aluz.
    Muito obrigado

    • paulobrites disse:

      Pois é meu caro como eu sempre digo tudo tem uma explicação a gente é que, às vezes, não vê.
      Um abraço com o calor do carioca.

  4. Marcos Barbosa disse:

    Encontrei seu Blog através do link de um forum.

    Grato pela as exelentes literaturas,mesmo tendo passado dos 50 anos ainda sou um eternos aprendiz.
    Com as novas técnologias vou me virando nos 30 já fiz varios treinamentos LED-LCD-PLASMA, e aqui com seu modo descontraido de explicar as literaturas. fica muito bom de entender e nos dar força para continuar.

    Um abraço!

    • paulobrites disse:

      Eu vou na contra=mão daqueles que pensam que “pode complicar porque simmplificar”.
      Na verdade eles complicam porque não sabem e aí fica mais fácil “fazer mistério” e se tornar o “senhor do conhecimento”.
      Galileu, um dos meus ídolos, dizia lá pelo século XVI que o conhecimento tem que chegar ao povo.
      Abraços

  5. Marcos Barbosa disse:

    Nobre Professor Paulo! Sou do tempo dos aparelhos a valvulas e nunca mais me esqueci de um comentario seu há muitos anos atrás sobre Eprons,na época quase ninguem tinha essa informação.
    Pouco tempo depois eu já tinha montado a gravadora,esta me ajudou muito e com ela ajudei muitos colegas tambem na época.
    Te agradeço muito por isso.

    Um forte abraço!

    • paulobrites disse:

      Valeu Marcos. Estes comentários são os verdadeiros “combustíveis” pra gente continuar na batalha.

      Um forte abraço.

  6. carlos disse:

    Como sempre professor dicas ótimas e que hoje mais do que nunca precisamos nos atualizar constantemente para acompanhar tudo isso ou tentar acompanhar o que é quase impossível…kkkk

    abraço

    • paulobrites disse:

      Pois é Carlos

      Antigamente precisávamos matar um leão por dia Hoje precisamos matar vários KKKKKK

      Abraços

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