Quais as capacitâncias encontradas numa junção pn? Explique resumidamente a origem de cada uma delas.

Passo 1

O enunciado pergunta quais são as capacitâncias presentes numa junção pn e de onde surgem. Esse conteúdo envolve o modelo de pequena-sinal da junção, em que a capacitância é definida por \tfrac{dQ}{dV}, e precisamos identificar as contribuições da região de depleção e do armazenamento de carga de portadores.

Passo 2

A primeira contribuição é a capacitância de barreira ou de depleção, normalmente chamada de capacitância de junção C_j. Ela nasce da carga espacial Q_{dep} acumulada na região de depleção, cuja largura varia com a tensão aplicada. Assim,
C_j \;=\;\frac{dQ_{dep}}{dV}\,,
e predomina quando a junção está em polarização reversa ou pouco polarizada.

Passo 3

A segunda contribuição é a capacitância de difusão C_d. Sob polarização direta forte, há acúmulo de portadores minoritários nas regiões neutras adjacentes à depleção, gerando uma carga armazenada Q_{diff} que também depende da tensão. Logo,
C_d \;=\;\frac{dQ_{diff}}{dV}\,,
e ela domina em polarização direta, refletindo o retardo no recombinamento dos portadores.

Passo 4

Portanto, no modelo pequena-sinal da junção pn temos duas capacitâncias em paralelo: a de junção C_j, controlada pela variação da largura da depleção, e a de difusão C_d, controlada pela variação da carga armazenada de portadores em regime direto.

Resposta

  • Capacitância de junção C_j: vem da carga na região de depleção cuja largura varia com a tensão, predominando em polarização reversa.
  • Capacitância de difusão C_d: vem da carga armazenada de portadores minoritários sob polarização direta, refletindo o tempo de recombinação.

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