Com o auxílio da física do estado sólido é possível demonstrar que as características gerais de um diodo semicondutor pode ser representado pela seguinte equação:
Onde:
corrente no diodo
corrente de saturação reversa
(constante)
ou
(Ge) e
(Si)
(temperatura em Kelvin) =
+ Tc (temperatura em graus)
tensão no diodo
Por exemplo: Supondo que Is
determine a corrente em um diodo de Silício quando:
e
graus Celsius
, onde:
, substituindo temos:
COMPLETE A TABELA e trace o gráfico de VD x ID
Por exemplo: Supondo que Is
|
ID |
---|---|
0,1 | |
0,2 | |
0,3 | |
0,4 | |
0,5 | |
0,6 | |
0,7 | |
TEMPERATURA | |
:—: | |
|
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre diodos semicondutores! A gente vai usar a equação que descreve a corrente no diodo em função da tensão aplicada e da temperatura. Precisamos calcular a corrente
para diferentes valores de tensão
quando a temperatura está a
. Para isso, vamos usar a fórmula:
Onde:
-
é a corrente no diodo -
é a corrente de saturação reversa -
é uma constante que depende do material do diodo -
é a temperatura em Kelvin -
é a tensão no diodo
Passo 2
Primeiro, vamos determinar os valores das constantes que vamos usar. Como estamos lidando com um diodo de Silício (
), a constante
é calculada assim:
Passo 3
Agora, vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin. Sabemos que:
Onde
:
Passo 4
Com os valores de
e
calculados, vamos agora usar a fórmula do diodo para cada valor de
na tabela. A corrente de saturação reversa
é dada como
.
Vamos calcular
para cada
:
Para
:
Calculando o expoente:
Então:
Para
:
Já sabemos que
(valor dado no exemplo).
Para
:
Calculando o expoente:
Então:
Para
:
Calculando o expoente:
Então:
Para
:
Calculando o expoente:
Então:
Para
:
Calculando o expoente:
Então:
Para
:
Calculando o expoente:
Então:
Resposta
A tabela completa com os valores de
para cada
a
é a seguinte:
|
|
---|---|
0,1 | 187 nA |
0,2 | 2,57 μA |
0,3 | 5,21 μA |
0,4 | 25,29 μA |
0,5 | 119,69 μA |
0,6 | 569,76 μA |
0,7 | 2,73 mA |
Temperatura |
|
Com esses valores, você pode traçar o gráfico de
versus
, observando que conforme a tensão no diodo aumenta, a corrente também aumenta exponencialmente.