Aula 15 O Diodo e a junção pn na condição de polarização direta

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1 Aula 15 O iodo a jução a codição d olarização dirta P/EPUP P 2223 trodução à Eltrôica Programação ara a Primira Prova P/EPUP 11ª 05/04 12ª 08/04 13ª 12/04 14ª 15/04 15ª 26/04 16ª 29/04 17ª 03/05 18ª 06/05 Circuito rtificador m ot. Circuito rtificador d mia oda com o caacitor d filtro. Rtificador d oda comlta com caacitor d filtro, surdiodo. Exrcícios (xmlo 3.9). Circuitos limitadors, circuitos gramadors, dobrador d tsão, xrcícios: 3.27, Cocitos básicos d disositivos smicodutors: silício doado, mcaismos d codução (usão iva), xrcícios. Modlos d cargas, jução a codição d circuito abrto, otcial itro da jução, jução olarizada, xrcícios. istribuição d ortadors mioritários a jução dirtamt olarizada. dução lmtar da quação d corrt a jução, xrcícios. Caacitâcia d usão, largura da rgião d dlção da jução olarizada, caacitâcia d dlção, a jução a rgião d rutura (fito zr fito avalach), xrcícios. Aula d Exrcícios 2 a. maa d Provas (09/05 a 13/05/2016) ata: 11/05/2016 (quarta fira) Horário: 13:10h às 15:10h Aula avulsa Aula avulsa Aula avulsa

2 15ª Aula: A jução irtamt olarizada Ao fial dsta aula você dvrá star ato a: Olhar a i d Ohm do lado d dtro do matrial, xlicado os cocitos d codutividad mobilidad Exlicar, através d cocitos quaçõs, o qu é corrt d iva o qu é corrt d usão Exlicar o qu é silício itrísco silício doado (tio tio ) Calcular a coctração d ortadors m silício tio tio Exlicar o qu ocorr quado s juta um silício tio um, criado um diodo smicodutor Calcular a barrira d otcial itra a largura da rgião d dlção m um diodo smicodutor P/EPUP 364 JUÇÃO P atigiu o quilíbrio térmico (Modlo d cargas) huma olarização xtra for alicada, as corrts d usão d iva tdm a s aular mutuamt, d forma qu m quilíbrio: = = 0 ( ou = ) i io P i io ou = = P/EPUP Microltrôica Quita Edição dra/mith Rgião d lção E i :camo létrico itro d quilíbrio 2

3 i io P Rgião d lção E i sidad d Cargas (ρ) q. i io X X W d = x x = qx A A = qx A 2ε s q x = x 1 A A 1 V 0 q. A Potcial Elétrico (V) x V O P/EPUP Microltrôica Quita Edição dra/mith x V 0 = V l A 2 i P/EPUP Microltrôica Quita Edição dra/mith JUÇÃO P olarizada rvrsamt (Modlo d cargas) for alicada uma olarização gativa do aodo com rlação ao catodo (olarização rvrsa), aumtará o camo létrico rsultat a jução (E r = E i E xt ), o qu icultará a assagm dos ortadors majoritários or usão xocialmt. st caso aumtams as comots d iva (mioritários) dvido ao aumto do camo létrico a rgião d dlção, rsultado m = < 0 (ou < ) V<0 i io P Rgião d lção i io E r >E i 3

4 JUÇÃO P olarizada dirtamt (Modlo d cargas) for alicada uma olarização ositiva do aodo com rlação ao catodo (olarização dirta), dimiuirá o camo létrico rsultat a jução (E r = E i E xt ), o qu facilitará a assagm dos ortadors majoritários or usão xocialmt. imiums as comots d iva (mioritários) la rdução do camo létrico, rsultado m: = > 0 (ou > ) V>0 P/EPUP 368 Microltrôica Quita Edição dra/mith i io P Rgião d lção i io E r <E i iodo micodutor (Jução P) ifusão é rdomiat Aodo Catodo io P io riva é rdomiat Aodo Catodo Polarização rvrsa Polarização dirta = 1) V a V P/EPUP Foto d um diodo costruído a EPUP Microltrôica Quita Edição dra/mith P 4

5 istribuição d Portadors Mioritários a Jução P irtamt Polarizada V>0 i io P i io A > P/EPUP Microltrôica Quita Edição dra/mith O iodo Polarizado irtamt valor d (x) m x (um úmro) (x ), da física d smicodutors, é igual a: ( x ) = 0 V / P/EPUP 371 V 5

6 O iodo Polarizado irtamt fução (x) (x)? é uma quda xocial com costat τ valor iicial = (x ) valor fial = 0 Cálculo: x x ( ) [ ] )/τ x = FA CA FA ( x) = 0 [ ( x ) 0 = P/EPUP 372 τ ] x x )/ comrimto d usão mo d vida (médio) dos ortadors mioritários (o caso lacuas) O iodo Polarizado irtamt J = = = q ( x) x x x )/ { [ ( x ) ] } 0 0 x 0 x x )/ válido do lado, fora da rgião d dlção (x x ) Em x = x J = q 0 ( V/V P/EPUP 373 6

7 O iodo Polarizado irtamt Em x = x J = q 0( J...Em x = x = q 0 ( V/V J OA = J P J (m qualqur oto) Fora da rgião d dlção o camo létrico é raticamt ulo, ortato tato J P como J são dvidos aas à arcla d usão Em x = x odmos somar o valor J J qu dtrmiamos ois J calculado m x é o msmo m x ois a rgião d dlção ão rdmos cargas P/EPUP 374 O iodo Polarizado irtamt ogo J OA = J F = q J F 0 q 0 = q 0 q 0 ( ogo ogo OA OA A q = q 0 ( 1) 2 = Aq i A = 0 P/EPUP 375 7