Com base no conhecimento adquirido a respeito de Diodos de Potência responda, com suas próprias palavras, respeitando a linguajar técnico, as perguntas feitas nos itens a seguir: [Valor: 2,00 pts.]
Qual é a condição que polariza direta e inversamente um diado?
Qual é a condição que polariza direta e inversamente um diado?
Passo 1
O enunciado pergunta: “Qual é a condição que polariza direta e inversamente um diodo?” A figura fornecida (eu usei os dados da imagem) mostra uma fonte de
, um diodo com indicação de
(o lado esquerdo marcado como
e o direito como
) e duas resistências de
conectadas ao nó à direita do diodo. Nada mais é pedido explicitamente além de explicar as condições de polarização direta e inversa do diodo.
Passo 2
Antes de dizer as condições, definimos claramente a tensão no diodo. Chamamos de anodo o terminal marcado à esquerda e de cátodo o terminal marcado à direita. Definimos
Essa é a convenção usual:
positiva quando o anodo está mais positivo que o cátodo. Esta fórmula é central porque a polarização (direta ou inversa) é determinada pelo sinal e valor de
.
Passo 3
Polarização direta (ou “forward bias”): acontece quando o anodo está mais positivo que o cátodo de forma suficiente para vencer a barreira interna do diodo. Em termos práticos:
onde
é a tensão de condução do diodo (também chamada de tensão de limiar). Para diodos de silício comuns usa-se aproximadamente
. Para diodos Schottky esse valor é menor (
a
). Quando
, a junção reduz sua região de depleção e permite o fluxo de corrente significativa do anodo para o cátodo (corrente convencional na mesma direção indicada pela seta na figura). Em provas e cálculos práticos, ao polarizar diretamente costuma-se modelar o diodo como uma fonte de tensão fixa
em série com uma resistência muito pequena (ou, em aproximação grosseira, como um curto com queda
).
Exemplo concreto: se
e
, então
→ diodo conduz (polarização direta).
Passo 4
Polarização inversa (ou “reverse bias”): ocorre quando o anodo está em potencial menor que o cátodo, ou seja, quando
Nesse caso a junção aumenta sua região de depleção e impede quase totalmente o fluxo de corrente — só existe uma pequena corrente de fuga (leakage) que é geralmente desprezível em circuitos normais. A não ser que a tensão inversa atinja a tensão de ruptura (tensão de avalanche)
, onde o diodo passa a conduzir fortemente e pode ser danificado se a corrente não for limitada. Para diodos de potência
costuma ser uma tensão elevada (por exemplo dezenas a centenas de volts, dependendo do tipo).
Exemplo concreto: se
e
, então
→ diodo polarizado inversamente (não conduz, apenas corrente de fuga pequena).
Passo 5
Resumo físico e dicas de prova (linguagem prática): polarização direta significa anodo mais positivo que cátodo por pelo menos a tensão de limiar
; polarização inversa significa anodo menos positivo que o cátodo (ou negativo relativo a ele). Em exercícios, forme a expressão
usando os nós do circuito e compare com
e com
. Se precisar decidir rapidamente: se
é positivo e maior que
(silício), considere o diodo conduzindo; se
é negativo, considere bloqueado, salvo se o enunciado indicar que a tensão inversa alcança a ruptura.
Resposta
Polarização direta:
(por ex.
para silício) — diodo conduz.
Polarização inversa: (e
) — diodo bloqueia (apenas pequena corrente de fuga); se
ocorre ruptura e condução inversa.
Polarização inversa: