Qual a principal diferença entre um diodo fabricado com material Silício ( Si ) e um diodo fabricado com material Germânio (Ge)?

Passo 1

O enunciado pede para compararmos um diodo de silício e um diodo de germânio. Estamos tratando de semicondutores e a grande diferença entre eles vem do valor da energia de gap de banda (bandgap), que controla a tensão de barreira e a corrente de fuga do dispositivo.

Passo 2

O silício tem energia de gap de banda maior que o germânio:
E_{g}^{\text{Si}}\approx1,12\;\text{eV}, \quad E_{g}^{\text{Ge}}\approx0,66\;\text{eV}.
Como a tensão de acionamento na junção pn está diretamente relacionada a essa energia de gap, no silício a tensão de limiar em polarização direta é em torno de
V_D^{\text{Si}}\approx0,7\;\text{V},
enquanto no germânio fica em torno de
V_D^{\text{Ge}}\approx0,3\;\text{V}.

Passo 3

Além da diferença de tensão direta, o germânio apresenta uma corrente de fuga (reverse leakage) maior e menor estabilidade térmica, pois a menor energia de gap permite maior geração térmica de portadores. O silício, com gap mais alto, tem leakage bem menor e melhor comportamento em temperatura elevada.

Resposta

A principal diferença é que o diodo de silício, devido ao gap de banda maior, tem tensão direta de condução em torno de 0,7\;\text{V} e corrente de fuga baixa, enquanto o diodo de germânio, com gap menor, conduz a partir de cerca de 0,3\;\text{V} mas sofre de maior corrente de fuga e menor estabilidade térmica.

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