Em um diodo, a polarização reversa refere-se à aplicação de uma tensão através do diodo tal que a tensão seja negativa no semicondutor tipo P e positiva no semicondutor tipo N. Sob condições normais de polarização reversa, uma pequena corrente de fuga pode fluir devido a portadores minoritários no material semicondutor. No entanto, se a tensão de polarização reversa exceder um valor crítico conhecido como tensão de ruptura (também chamada de tensão de ruptura ou ruptura), ocorrerão mudanças significativas no comportamento do diodo.
Na tensão de ruptura na polarização reversa, o campo elétrico dentro da região de depleção do diodo torna-se forte o suficiente para ionizar os átomos do material semicondutor. Este fenômeno resulta em um aumento repentino na corrente através do diodo, muitas vezes referido como quebra de avalanche ou quebra de Zener, dependendo da construção do diodo e do perfil de dopagem. Durante a quebra da avalanche, os portadores ganham energia suficiente do campo elétrico para gerar portadores de carga adicionais através de processos de colisão, causando um rápido aumento no fluxo de corrente através do diodo.
Se a tensão de polarização reversa exceder o valor de ruptura de um diodo, a corrente através do diodo pode aumentar rapidamente, levando potencialmente a danos ou destruição do diodo devido ao superaquecimento. Esta condição é indesejável na maioria das aplicações de circuito, a menos que o diodo seja projetado especificamente para operar em modo de ruptura, como diodos Zener usados para regulação de tensão ou circuitos de proteção. Exceder a tensão de ruptura pode fazer com que o diodo conduza em polarização reversa além da capacidade pretendida, comprometendo sua funcionalidade e afetando potencialmente o desempenho ou a segurança de todo o circuito.
Após uma quebra de tensão, o comportamento do diodo muda significativamente. Se a ruptura ocorrer de maneira controlada, como nos diodos Zener, o diodo pode manter uma tensão relativamente constante em seus terminais, apesar das mudanças na corrente. No entanto, se a avaria for involuntária ou excessiva, o díodo pode falhar completamente, provocando danos permanentes ou falhas no circuito. É crucial garantir que os diodos sejam operados dentro de suas classificações de tensão especificadas para evitar quebras em condições normais de operação e manter a integridade e a confiabilidade dos circuitos eletrônicos.
Quando um diodo é polarizado reversamente, a tensão em seus terminais aumenta além do limite no qual uma corrente significativa flui. Inicialmente, sob baixas tensões de polarização reversa, apenas uma pequena corrente de fuga flui devido às portadoras minoritárias. No entanto, à medida que a tensão de polarização reversa aumenta em direção à tensão de ruptura do diodo, a corrente através do diodo pode aumentar dramaticamente devido à avalanche ou aos mecanismos de ruptura do Zener. Esta corrente reversa pode potencialmente danificar o diodo ou outros componentes do circuito se não for gerenciada ou protegida adequadamente. Portanto, compreender as características de polarização reversa e garantir limites de tensão adequados é fundamental para manter a confiabilidade e a longevidade dos diodos em circuitos eletrônicos.