Fala pessoal, tudo bem com vocês?! Seguindo na ideia de entender as razões de porque determinado dispositivo funciona, hoje vamos apresentar uma explicação BEM SIMPLIFICADA de como funciona o dispositivo semicondutor mais simples, o diodo de junção.
Em um nível mais baixo de abstração, isto é, num cenário mais próximo da realidade, o diodo nada mais é do que uma pastilha formada por dois tipos de semicondutor, um semicondutor do tipo P e um do tipo N. Esses dois tipos de semicondutores são obtidos através de um processo conhecido como dopagem que consiste em adicionar elementos chamados de impurezas ao cristal de silício intrínseco, ou seja, puro. Essas impurezas são átomos de elementos que possuem o número de elétrons na camada de valência diferente de 4, o número de elétrons que o silício possui.
O semicondutor do tipo P é obtido adicionando átomos com três elétrons na camada de valência, como o Boro. Essa adição faz com que lacunas sejam criadas nesse tipo de material, com isso, elas passam a ser chamadas de portadores de carga majoritários no semicondutor tipo P. Já no semicondutor do tipo N, temos a inclusão de impurezas que são átomos pentavalentes. Como esses átomos não conseguem compartilhar todos os seus elétrons através de ligações covalentes com os átomos do silício do cristal, elétrons livres surgiram no material. Esses elétrons livres passam a ser chamados de portadores de carga majoritários no semicondutor tipo N.
Quando os semicondutores P e N são postos em conjunto, os portadores de carga de cada um dos materiais exercerá algum tipo de influência nos demais devido a um processo conhecido como derivação, entre outros. Através da derivação, alguns elétrons livres da camada N se difundem para a camada P. Como nesta última camada existe uma grande quantidade de lacunas, o elétron livre que se difundiu rapidamente se recombina com essas lacunas. Desse modo, o elétron livre que “saiu” da camada N dá origem a uma carga elétrica positiva nesta camada e a lacuna da camada P que se recombinou com o elétron livre dará origem a uma carga elétrica negativa na camada P. Esse processo se repete até que uma determinada equalização aconteça. O surgimento das cargas elétricas mencionado faz com que apareça na região da fronteira entre os dois blocos semicondutores uma região sem portadores de carga, mas com cargas elétricas formando um intenso campo elétrico. Essa região é conhecida como região de depleção e pode ser entendida como uma barreira de potencial que dificulta que novos elétrons livres da camada N se difundam para a camada P.
Quando essa junção PN é polarizada, isto é, conectada à uma fonte de energia temos duas situações:
1 - Junção polarizada com potencial elétrico maior na camada N: Nesse caso, teremos o potencial elétrico da fonte de energia exercendo ação sobre os portadores de carga majoritários de cada uma das duas camadas semicondutoras. Com isso, elétrons livres são “atraídos” pelo potencial elétrico positivo da fonte, formando assim, novas cargas elétricas positivas no interior da camada N. Fato semelhante acontece na camada P, onde as lacunas serão “atraídas” pelo potencial elétrico positivo da fonte. Desse modo, novas cargas elétricas negativas serão criadas. A criação dessas novas cargas elétricas, faz com que a região de depleção da junção aumente nessa situação. O aumento dessa região impede que um fluxo de elétrons se estabeleça pelo dispositivo. Essa condição é chamada de junção com polarização reversa e é caracterizada pela não condução de corrente elétrica pela mesma.
2 - Junção polarizada com potencial elétrico maior na camada P: Nessa condição, o potencial elétrico da fonte atuará não mais nos portadores de carga das duas camadas semicondutoras e sim nas cargas elétricas que formam a região de depleção. Assim, as cargas elétricas positivas que o lado da camada N da região de depleção são “atraídas” pelo potencial negativo da fonte e as cargas negativas da camada P são “atraídas” pelo potencial positivo da fonte. Com isso, a região de depleção perderá cargas elétricas e a barreira de potencial criada pela mesma diminuirá. Desse modo, torna-se mais fácil que novos elétrons se difundam para a camada P estabelecendo assim um fluxo ordenado que é controlado pelo circuito externo à junção. Essa condição é chamada de polarização direta e é caracterizada pela existência de corrente elétrica circuito pela junção da camada P para a camada N. Na prática, essas camada são conhecidas como Anodo e Catodo.
Resumindo, um diodo é um dispositivo que permite a passagem de corrente somente em um sentido: do anodo para o catodo, enquanto que no sentido inverso ele funciona como um circuito aberto.
Espero que tenha gostado do vídeo. Caso tenham surgido dúvidas, pode deixar um comentário com as dúvidas que eu vou responder o mais rápido possível.
//LINKS:
Inscreva-se no canal: bit.ly/2X2RLXy
E-mail: fcsouzajr@gmail.com
Miniatura com imagens do freepik.com
Негізгі бет Entenda como funciona um diodo retificdor (diodo de junção) - explicação simplificada
Пікірлер: 6