Aula 16 O Diodo e a junção pn na condição de polarização direta e a dedução da equação da corrente em um diodo Prof. Seabra PSI/EPUSP 400

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1 Aula 16 O iodo e a jução a codição de olarização direta e a dedução da equação da correte em um diodo PS/EPUSP

2 PS/EPUSP Eletrôica PS3321 Programação ara a Seguda Prova 10ª 07/04 Circuito retificador em ote. Circuito retificador de meia oda com o caacitor de filtro. 12ª 02/05 Retificador de oda comleta com caacitor de filtro, suerdiodo. Eercícios (eemlo 3.9). 13ª 05/05 Circuitos limitadores, circuitos grameadores, dobrador de tesão, eercícios: 3.27, ª 09/05 Coceitos básicos de disositivos semicodutores: silício doado, mecaismos de codução (usão e iva), eercícios. 15ª 12/05 Modelos de cargas, jução a codição de circuito aberto, otecial itero da jução, jução olarizada, eercícios. 16ª 16/05 istribuição de ortadores mioritários a jução diretamete olarizada. edução elemetar da equação de correte a jução, eercícios. 17ª 19/05 Caacitâcia de usão, largura da região de deleção da jução olarizada, caacitâcia de deleção. a jução a região de rutura (efeito zeer e efeito avalache), eercícios. 18ª 23/05 A jução a região de rutura (efeito zeer e efeito avalache), eercícios. 19ª 26/05 Estruturas e símbolos dos trasistores biolares de jução, defiição dos modos de oeração (corte, ativo, saturação) do BJ, oeração do trasistor o modo ativo (olarização e distribuição de ortadores mioritários). 20ª 30/05 Equações das corretes o trasistor (defiição do gaho de correte em emissor comum β e do gaho de correte em base comum α), modelos de circuitos equivaletes ara grades siais do trasistor oerado o modo ativo, eercícios Aula avulsa Aula avulsa Aula avulsa Sedra, Ca Sedra, Ca este 06 este 07 este 08 este 09 este 10

3 Eletrôica PS3321 Programação ara a Seguda Prova (cot.) Sedra, Ca ª 02/06 Aálise cc de circuitos com trasistores, eercícios selecioados: 5.1, 5.4, ª 06/06 O BJ como amlificador ara equeos siais (as codições c.c., a correte de coletor e a trascodutâcia) 23ª 09/06 A correte de base e a resistêcia de etrada da base, a resistêcia de etrada do emissor. Gaho de tesão, Eemlo 5.38, modelos equivaletes (modelos híbrido e ) 24ª 13/06 Alicação dos modelos equivaletes ara equeos siais, Efeito Early. O Sedra, Ca amlificador emissor comum (EC) Eercício ª 20/06 O amlificador emissor comum com resistêcia de emissor Sedra, Ca Sedra, Ca. 5, ; Sedra, Ca. 5, ª 23/06 O amlificador base comum (BC) Sedra, Ca ª 27/06 O amlificador coletor comum (CC) Sedra, Ca ª 30/06 Aula de Eercícios este 11 este 12 este 13 este 14 2 a. Semaa de Provas (01/07 a 07/07/2017) ata: //2017 (feira) Horário: :hs PS/EPUSP

4 16ª Aula: A jução iretamete olarizada Ao fial desta aula você deverá estar ato a: Elicar o que ocorre quado a jução é diretamete olarizada Elicar a distribuição de ortadores mioritários e o seu erfil em ambos os lados da jução quado a jução é diretamete olarizada Elicar o que é silício itríseco e silício doado (tio e tio ) eduzir a eressão da correte o diodo em fução das gradezas fudametais da jução, como cocetração de ortadores, largura da região de deleção, etc. PS/EPUSP 403

5 S JUNÇÃO PN atigiu o equilíbrio térmico (Modelo de cargas) Se ehuma olarização etera for alicada, as corretes de usão e de iva tedem a se aular mutuamete, de forma que em equilíbrio: = = 0 ( ou = S ) Si io P Si io N ou S PS/EPUSP Microeletrôica Quita Edição Sedra/Smith Região de eleção E i :camo elétrico itero de equilíbrio V 0 V l N AN 2 i W de 2 s q N A N 1 N A 1 V N 0

6 JUNÇÃO PN olarizada reversamete (Modelo de cargas) Se for alicada uma olarização egativa do aodo com relação ao catodo (olarização reversa), aumetará o camo elétrico resultate a jução (E r = E i E et ), o que icultará a assagem dos ortadores majoritários or usão eoecialmete. Neste caso aumetamse as comoetes de iva (mioritários) devido ao aumeto do camo elétrico a região de deleção, resultado em = < 0 (ou < S ) V<0 S Si io P Si io N PS/EPUSP 406 Microeletrôica Quita Edição Sedra/Smith Região de eleção E r >E i 406

7 JUNÇÃO PN olarizada diretamete (Modelo de cargas) Se for alicada uma olarização ositiva do aodo com relação ao catodo (olarização direta), dimiuirá o camo elétrico resultate a jução (E r = E i E et ), o que facilitará a assagem dos ortadores majoritários or usão eoecialmete. imiuemse as comoetes de iva (mioritários) ela redução do camo elétrico, resultado em: = > 0 (ou > S ) V>0 S Si io P Si io N PS/EPUSP 407 Microeletrôica Quita Edição Sedra/Smith Região de eleção E r <E i

8 iodo Semicodutor (Jução PN) ifusão é redomiate Aodo Catodo io P io N eriva é redomiate Aodo Catodo Polarização reversa Polarização direta V a V N S ( e V PS/EPUSP 408 Microeletrôica Quita Edição Sedra/Smith / V 1) P Foto de um diodo costruído a EPUSP 408

9 istribuição de Portadores Mioritários a Jução PN iretamete Polarizada Microeletrôica Quita Edição Sedra/Smith Si io P Si io N V>0 N A > N PS/EPUSP

10 O iodo Polarizado iretamete valor de () em (um úmero) ( ), da física de semicodutores, é igual a: ( ) 0 PS/EPUSP 410 e V / V

11 O iodo Polarizado iretamete fução () ()? é uma queda eoecial com costate valor iicial = ( ) valor fial = 0 e Cálculo: ( ( ) [ ] )/ FNA NCA FNA e ( ) 0 [ ( ) 0 PS/EPUSP 411 ] e ( )/ comrimeto de usão emo de vida (médio) dos ortadores mioritários (o caso lacuas)

12 PS/EPUSP 412 O iodo Polarizado iretamete V V e e q e J )/ ( / )/ ( ) ( ] ) ( [ ) ( J q 0 (e V/V 1) Em = válido do lado, fora da região de deleção ( )

13 O iodo Polarizado iretamete Em = J q V / V 0( e 1) J...Em = q 0 (e V/V 1) J OA = J P J N (em qualquer oto) Fora da região de deleção o camo elétrico é raticamete ulo, ortato tato J P como J N são devidos aeas à arcela de usão Em = odemos somar o valor J e J que determiamos ois J calculado em é o mesmo em ois a região de deleção ão erdemos cargas PS/EPUSP 413

14 O iodo Polarizado iretamete ogo J OA J F J F q 0 ( e V / V 1) q 0 ( e V / V 1) q 0 q 0 ( e V / V 1) ogo ogo OA OA A q ( e S V / V 1) V / V 0 q 0 ( e 2 S Aq i N N A PS/EPUSP 414 1)