Quais efeitos a variação de temperatura pode causar nas características intrínsecas de um diodo retificador.

Passo 1

Beleza, o enunciado pergunta: “Quais efeitos a variação de temperatura pode causar nas características intrínsecas de um diodo retificador?”
Conteúdo: teoria de diodo de junção pn, equação de Shockley e parâmetros que dependem de temperatura.
O que vamos precisar:
  • A equação de corrente de um diodo:
  • O conceito de tensão térmica:
  • A dependência de com a temperatura:

Passo 2

Primeiro, olha a corrente de saturação . Ela é a corrente que “vaza” mesmo com negativo. Na prática
cresce muito rápido quando a temperatura sobe, porque
.
Isso significa que, se a gente aumentar T, o expoente fica “menos negativo” e sobe exponencialmente.

Passo 3

Agora, a tensão direta de limiar (aquela ~0,7 V em silício). A gente tira da equação de Shockley para uma corrente fixa VD = nVTln!l(tfracIIS+1r)approx nVTln!l(tfracIISr):
Como cresce linearmente com T e diminui porque aumenta, o resultado é que cai cerca de 2 mV/°C. Ou seja, quanto mais quente, menor a tensão de condução.

Passo 4

Com mais temperatura:
  • A corrente de fuga reversa aumenta (é basicamente em tensão negativa);
  • A resistência dinâmica incremental também muda, já que sobe. Para uma mesma corrente, tende a crescer (mais “moleza” na junção).

Passo 5

Na região de ruptura (avalanche), a tensão de breakdown em silício diminui levemente com temperatura (coeficiente negativo), pois as portadoras ganham mais energia térmica e disparam o efeito avalanche com tensão menor.

Passo 6

Não esquece da resistência de série do material. A resistividade do semicondutor sobe com temperatura, logo aumenta, e isso joga mais queda de tensão na parte “metálica”/bulk do diodo quando a corrente é alta.

Resposta

Em resumo, quando a temperatura do diodo sobe, ele apresenta:
• Corrente de saturação maior (vazamento aumenta);
• Tensão direta de condução menor (~–2 mV/°C);
• Corrente reversa de fuga maior;
• Resistência dinâmica ligeiramente maior para mesma corrente;
• Tensão de ruptura menor;
• Resistência de série maior.

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