Em uma junção p-n do Si estabelece-se a zona de depleção com potencial interno igual ao 0.7 V . A junção se liga a fonte externa cuja voltagem pode variar de -1 a 1 V . Sob as quais condições a junção p-n vai conduzir a corrente elétrica? Explique.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma junção p-n de Silício (Si) com uma zona de depleção que tem um potencial interno de 0,7 V. Essa junção está conectada a uma fonte externa que pode variar a voltagem entre -1 V e 1 V. A pergunta é: em que condições essa junção vai permitir a passagem de corrente elétrica?
Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos básicos de junção p-n, potenciais de barreira e como a aplicação de uma voltagem externa afeta a condução de corrente.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar que uma junção p-n tem uma zona de depleção onde os portadores de carga (elétrons e lacunas) se combinam, criando uma barreira de potencial que impede o fluxo de corrente. No nosso caso, essa barreira tem 0,7 V.

Passo 3

Quando aplicamos uma voltagem externa à junção p-n, podemos estar aplicando um polarização direta ou uma polarização reversa.
  • Polarização direta: a camada p está conectada ao polo positivo da fonte e a camada n ao polo negativo. Isso diminui a barreira de potencial, facilitando a passagem de corrente.
  • Polarização reversa: a camada p está conectada ao polo negativo e a camada n ao positivo. Isso aumenta a barreira de potencial, dificultando a passagem de corrente.

Passo 4

Para que a junção p-n conduza corrente elétrica em polarização direta, a voltagem externa precisa ser igual ou maior que a barreira de potencial. Ou seja:
Vexterna >= Vbarreira = 0,7,V
Isso significa que quando a fonte aplicada é maior ou igual a 0,7 V, a barreira é suficientemente reduzida para que os elétrons e lacunas atravessem a junção, permitindo a passagem de corrente.

Passo 5

Em polarização reversa, onde a fonte aplicada é negativa, a barreira de potencial aumenta. Mesmo que a fonte vá até -1 V, isso não é suficiente para superar a barreira de potencial interna de 0,7 V na direção oposta. Portanto, praticamente não há condução de corrente nessas condições.

Passo 6

Resumindo:
  • Condução ocorre quando a voltagem externa está em polarização direta e é igual ou maior que 0,7 V.
  • Não há condução ou é mínima quando a voltagem externa está em polarização reversa (entre -1 V e menos de 0,7 V a favor da barreira).

Resposta

A junção p-n conduzirá corrente elétrica quando a fonte externa fornecer uma voltagem positiva igual ou superior a 0,7 V (polarização direta). Para voltagens negativas ou menores que 0,7 V na direção inversa, a corrente não flui significativamente.

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