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Engenharia - Engenharia Elétrica - 27 de setembro de 2022

Condição de Polarização Direta em Diodos

A condição de polarização direta ou “ligada” (on) é definida por meio da aplicação do potencial positivo ao material do tipo p e do potencial negativo ao material do tipo n.

A aplicação de uma tensão V_D “forçará” os elétrons no material do tipo n e as lacunas no material do tipo p a se recombinarem com os íons próximos à fronteira e a reduzirem a largura da região de depleção.

O fluxo resultante de portadores minoritários de elétrons do material do tipo p para o do tipo n (e das lacunas do material do
tipo n para o do tipo p) não se alterou em magnitude (uma vez que o nível de condução é controlado principalmente pelo número limitado de impurezas no material), mas a redução na largura da região de depleção resultou em um intenso fluxo de majoritários através da junção.

Um elétron do material do tipo n agora “vê” uma barreira reduzida na junção por causa da região de depleção reduzida e de uma forte atração para o potencial positivo aplicado ao material do tipo p.

À medida que a tensão aplicada aumentar em magnitude, a região de depleção continuará a diminuir em largura até que uma torrente de elétrons possa passar através da junção, resultando em um aumento exponencial na corrente, como mostra a região de polarização direta na curva característica.

Note que a escala vertical do gráfico abaixo é medida em miliampères (embora alguns diodos semicondutores tenham uma escala vertical medida em ampères) e que a escala horizontal na região de polarização direta tem, no máximo, 1 V.

É comum, portanto, que a tensão através de um diodo em polarização direta seja inferior a 1 V. Observe também como a corrente sobe rapidamente após o “joelho” da curva.

Hipoteticamente, em condições perfeitas, a curva característica de um diodo de silício deve assemelhar como mostrado pela linha tracejada na imagem acima.

No entanto, os diodos de silício comercialmente disponíveis desviam-se do ideal por motivos diversos, como a resistência interna do “corpo” e a resistência externa de “contato” de um diodo.

Cada uma contribui com uma tensão adicional para o mesmo nível de corrente, como determina a lei de Ohm, causando o deslocamento para a direita observado na imagem.