Explicar como se polariza reversamente um diodo?

Passo 1

O enunciado pergunta como “polarizar reversamente” um diodo, ou seja, como aplicar uma tensão de modo que a junção PN fique em bloqueio. Para resolver isso, vamos usar conceitos de junção PN: região de depleção, barreira de potencial e sentido convencional de polarização.

Passo 2

Identificar os terminais do diodo e a fonte de tensão. Num diodo PN o terminal P (ânodo) é a região com excesso de lacunas e o terminal N (cátodo) é a região com excesso de elétrons. Para polarizar reversamente, conectamos o terminal P ao pólo negativo da fonte e o terminal N ao pólo positivo da fonte.

Passo 3

Explicar o efeito no potencial da barreira. Ao aplicar uma tensão V_R de modo que o anodo fique a potencial menor que o cátodo, aumentamos a largura da região de depleção. Isso eleva a barreira de potencial interna e impede o fluxo de portadores majoritários, resultando em corrente muito pequena (corrente de fuga I_S).

Passo 4

Quantificar a corrente de fuga. Em polarização reversa, a corrente que circula é aproximadamente constante e igual à corrente de saturação inversa do diodo,
I_R \approx -I_S,
onde -I_S é tipicamente da ordem de nanoampères a microampères, dependendo do tipo de diodo.

Passo 5

Mencionar o limite de tensão de ruptura. Se aumentarmos V_R além de um valor chamado tensão de avalancha ou tensão de ruptura V_{BR}, a barreira se rompe e começa a fluir uma corrente reversa alta, que pode danificar o diodo se não houver um limitador de corrente.

Resposta

Para polarizar reversamente um diodo, conecta-se o ânodo ao pólo negativo da fonte e o cátodo ao pólo positivo, aplicando uma tensão V_R que aumenta a região de depleção. A corrente resultante é pequena I_R\approx -I_S até que V_R ultrapasse a tensão de ruptura V_{BR}.

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