Descreva o comportamento da corrente em um diodo polarizado diretamente;
Passo 1
O enunciado pede para descrever como se comporta a corrente quando um diodo de junção PN está polarizado diretamente. O conteúdo que vamos usar é a teoria do diodo semicondutor e a chamada equação característica do diodo.
Passo 2
Em polarização direta, aplicamos à junção PN uma tensão
de modo que o lado
fique positivo e o lado
negativo. Isso reduz a barreira de potencial da junção, permitindo que portadores (elétrons e lacunas) se difundam através dela. Para tensões
abaixo de certo valor de “threshold” ou “tensão de condução” (tipicamente cerca de
a
,V em silício), a corrente permanece muito pequena e próxima da corrente de saturação reversa.
A relação exata entre corrente e tensão
em polarização direta é dada pela equação do diodo:
A relação exata entre corrente
onde
é a corrente de saturação inversa,
é o fator de idealidade (geralmente entre
e
),
é a tensão térmica (
,mV a
,K).
Passo 3
Dessa expressão nota-se que:
- Para
, o termo exponencial é próximo de , então
ou seja, corrente muito pequena.
2. Para (por ex.
,V se
), o termo
fica desprezível e
2. Para
logo uma pequena variação em
gera uma grande variação em
: comportamento exponencial.
Na prática, em silício, fala-se em “tensão de condução” de cerca de –
,V. A partir desse ponto, a corrente aumenta rapidamente (exponencialmente) com a tensão. Esse salto brusco é chamado de “joelho” da característica
,×,
.
Na prática, em silício, fala-se em “tensão de condução” de cerca de
Resposta
Em polarização direta, a corrente em um diodo é praticamente nula até a tensão aplicada se aproximar da barreira (
–
,V em silício) e, a partir daí, cresce de forma exponencial segundo
fazendo com que um pequeno aumento em
resulte em grande aumento em
.