6.4 Que valor de tensão existe em um diodo de silício polarizado diretamente quando analisado com a aproximação de um diodo ideal?
a) 0
b)
c) Mais que
d) 1 V
a) 0
b)
c) Mais que
d) 1 V
Passo 1
O enunciado pergunta qual é o valor da tensão em um diodo de silício polarizado diretamente quando se analisa o diodo usando a aproximação de diodo ideal. As alternativas são:
a)
b)
c) Mais que
d)
a)
b)
c) Mais que
d)
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
- O diodo é de silício.
- O diodo está polarizado diretamente (forward-biased).
- Deve-se usar a aproximação de diodo ideal.
Passo 2
O que significa “polarizado diretamente”?
- Polarizar diretamente um diodo significa aplicar uma tensão no sentido que reduz a barreira de potencial da junção PN, fazendo com que corrente flua do anodo para o catodo. Em linguagem simples: a fonte tenta empurrar corrente através do diodo no sentido permitido.
Uma observação física (útil para contexto, mas não a resposta pedida): num diodo de silício real a curva corrente-tensão é exponencial e, quando conduz fortemente, costuma-se dizer informalmente que a “queda de tensão” típica é cerca de
. Isso é uma aproximação prática para diodos de silício em muitos problemas reais.
Passo 3
O que é a aproximação de diodo ideal? Expliquei de forma simples e precisa:
- O diodo ideal é um modelo simplificado usado para facilitar análise de circuitos. No modelo ideal, o diodo tem comportamento perfeito, sem queda de tensão quando conduz e sem corrente quando está em bloqueio. Formalmente, pode-se escrever o comportamento como um modelo por partes:
Aqui
é a tensão no diodo (anodo menos catodo) e
é a corrente que passa pelo diodo.
Explicando as variáveis:
-
é a tensão elétrica aplicada sobre o diodo (em volts). -
é a corrente que atravessa o diodo (em ampères).]
Passo 4
Aplicando o modelo ao enunciado: o diodo está polarizado diretamente e estamos usando a aproximação de diodo ideal. Pelo modelo por partes acima, quando o diodo conduz (caso dado), a tensão no diodo é
Portanto, segundo a aproximação ideal, a queda de tensão sobre o diodo é nula.
Passo 5
Um exemplo numérico simples para fixar a ideia (para a prova): suponha uma fonte de
em série com um resistor
e um diodo ideal polarizado diretamente. No modelo ideal temos
. Logo a corrente é simplesmente
Note que a tensão do diodo não entra na conta porque no modelo ideal ela é
. Isso mostra como o modelo ideal simplifica cálculos rápidos na prova.
Passo 6
Contraste rápido e dica de prova: se o enunciado pedir análise mais realista ou der dados como curva
–
ou resistência interna, aí não se usa o modelo ideal e pode aparecer a queda típica de
para silício. Mas quando explicitamente pede “aproximação de diodo ideal”, a resposta é sempre a tensão nula quando conduz.
Resposta
a)