Junção PN
Efetuando-se a união, os elétrons
do material tipo N tendem a migrar para o material tipo P visando tanto o
equilíbrio eletrônico (equilíbrio das densidades de elétrons nos materiais),
como a estabilidade química (oito elétrons na última camada). Este processo é
chamado de recombinação.
Como este processo ocorre
inicialmente próximo à junção, um fenômeno interessante acontece. Surge uma
camada de depleção.
Depleção significa diminuição ou
ausência, nesse caso ausência de portadores majoritários (elétrons e lacunas)
na região próxima a junção.
Como isso ocorre?
Cada vez que um elétron atravessa
a junção e se recombina com uma lacuna formam-se pares de íons. À medida que os
íons vão aumentando, a região próxima a junção fica sem elétrons livres e
lacunas. Além de certo ponto, a camada de depleção age como uma barreira
impedindo a continuação da difusão dos elétrons livres. A intensidade da camada
de depleção aumenta com cada elétron que atravessa a junção até que se atinja
um equilíbrio. A diferença de potencial através da camada de depleção é chamada
de barreira de potencial. A 25°, esta barreira é de 0,7 V para o silício e 0,3
V para o germânio.
O símbolo mais utilizado para o
diodo é mostrado a seguir:
Polarização Direta
Supondo uma bateria, o diodo
estará polarizado diretamente se o polo positivo da bateria for ligado ao
semicondutor tipo P e o polo negativo ligado ao semicondutor tipo N.
No material tipo n os elétrons
são repelidos pelo terminal da bateria e empurrados para a junção. No material
tipo p as lacunas também são repelidas pelo terminal e tendem a penetrar na
junção, e isto diminui a camada de depleção. Para haver fluxo livre de elétrons
a tensão da bateria tem que sobrepujar o efeito da camada de depleção.
Polarização Reversa
Invertendo-se as conexões entre a
bateria e o diodo, isto é, ligando o polo positivo no material tipo n e o polo
negativo no material tipo p, a junção fica polarizada inversamente.
Os elétrons do material tipo n
são atraídos para o terminal positivo, afastando-se da junção. As lacunas são
atraídas pelo terminal negativo. Podemos então dizer que a bateria aumenta a
camada de depleção, tornando praticamente impossível o deslocamento de elétrons
de uma camada para outra.
No link a seguir tem uma simulação interessante sobre a polarização do diodo.
http://www-g.eng.cam.ac.uk/mmg/teaching/linearcircuits/diode.html
Leia também: Materiais Semicondutores.
Fonte Imagens: Internet
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