Explicar como se polariza um diodo diretamente?
Passo 1
O enunciado pede para explicar como se polariza um diodo diretamente. O conteúdo envolve a junção PN de um semicondutor e o conceito de polarização de diodo. Para resolver, vamos revisar o funcionamento da junção PN, a barreira de potencial e as condições de tensão que fazem o diodo conduzir em polarização direta.
Passo 2
Descrevemos a junção PN: de um lado há o material tipo P (com excesso de lacunas) e do outro o tipo N (com excesso de elétrons). Na interface forma-se uma região de depleção com uma barreira de potencial interna
, que impede a recombinação espontânea de portadores.
Passo 3
Para reduzir a barreira e permitir a condução, aplicamos uma fonte de tensão de modo que o anodo (lado P) fique a um potencial mais positivo que o catodo (lado N). Chamamos essa configuração de polarização direta. Em termos de símbolos: se ligarmos o pólo positivo da fonte ao anodo e o pólo negativo ao catodo, a tensão no diodo
satisfaz
Passo 4
Existe uma tensão mínima, chamada tensão de limiar
, que deve ser ultrapassada para que o diodo comece a conduzir corrente de forma significativa. Para diodos de silício tipicamente
e para diodos de germânio
Passo 5
Uma vez
, a barreira interna é suficientemente reduzida, os portadores atravessam a junção e surge uma corrente de difusão exponencial. No circuito, o diodo costuma ser representado pelo símbolo “▶|” com a seta (anodo) apontando para a barra (catodo).
Resposta
Para polarizar diretamente um diodo basta ligar o pólo positivo da fonte ao anodo e o pólo negativo ao catodo, aplicando
(aprox.
em silício), o que reduz a barreira de potencial e faz o diodo conduzir.